Устройство для определения энтальпии высокотемпературного газового потока Советский патент 1980 года по МПК G01K17/00 

Изобретение относится к области исследования высокотемпературных газовых потоков, в частности к измерению локальных тепловых потоков в поиеречно-обтекаемый цилиндрический датчик и определению энтальпии набегающего потока. Известен калори.метр, представляющий собой две концентричные трубки для подвода и отвода хладагента и дифференциальную термопару на входе и выходе хладагента 1. Для измерения локального теплового потока калориметр перемещается вдоль своей оси поиерек исследуемого потока, и записывается изменение нагрева в нем хладагента ЛТ. Локальный теиловой ноток равен q :.: ОС, где G - расход хладагента; Ср-его теплоемкость. Энтальпия газового потока определяется по известной критериальной зависимости. Для этого кроме локального теплового потока q необходимо знать теплофизические свойства газа, динамический напор, диаметр калориметра. Известио устройство для определения энтальпии высокоте.мпературного газового потока, состоян1,ее из двух разделепных перегородкой проточных калориметров, состояи|их из внешней н внутренней концентрнчно размеи;енных трубок для подвода и отвода хладагента, и дифференциальную термопару. Сдвоенный калориметр отличается от одинарного тем, что тепловой поток не попадает на торец. Это существенно, так как критериальная зависимость для определения энтальпии справедлива при обтекании только бесконечного цнлиндра 2. К недостаткам указанных устройств относятся невысокая точность и иевозмол.ность измерения в каналах с заныленными потоками из-за того, что на новерхностн устройств образуется щлаковая нленка, препятствующая их перемещению в уплотнениях канала. Цель изобретения - упрощение конструкции при установке устройства в каналах с запыленными потока.ми. Поставленная цель достигается тем, что в ycTpoiicTBe для определения энтальпнн высокотемпературного газового потока, содержащем два разделенных перегородкой проточных калориметра, состоящнх из виещней и внутренней концентрнчно размещенных трубок для подвода и отвода хладагента, и дифференциальную термоиару, виутреиние трубки соединены с нерегородкой, выполненной подвижной, прнчем дифференциальная термонара установлена в трубках для отвода хладагента.

На фиг. 1 изображена схема нредложенного устройства; на фиг. 2 представлено изменение показаннй дифференциальной термопары при неремещенни перегородки.

Устройство содержит наружную трубку 1 с двумя патрубками 2, например, для выхода хладагента. В патрубках 2 установлены спаи дифференциальной термонары 3. В 1 расположена перегородка 4 нз плохотенлонроводного материала. Две внутренние трубки 5 л-:естко присоединены к перегородке 4 с зазорами для нрохода хладагента. На входных концах внутренних трубок 5 установлены строго одинаковые диафрагмы 6 для уравнивания расходов хладагента, текущих в устройстве по обе стороны от перегородки.

Работает устройство следующим образом.

Устройство устанавливается понерек герметичного канала 7 (фиг. 1) с исследуемым потоком газа. Нерегородка вместе с внутреннимн трубками нередвигается относительно неподвижной наружной трубки от одной стенкн канала до противоположной нарулсной трубки с такой скоростью, чтобы сохранялся квазистацнонарный температурный режим хладагента. При этом фиксируется разность температур хладагента на выходах из устройства, его суммарный расход G и положение перегородки X. Расход G делится с помощью одинаковых диафрагм на равные части G/2. При каком-то положении перегородки суммарные тенловые нотоки в наружную трубку снрава от перегородки будут равны, что соответствует .

При неремещенни перегородки на dx вправо тепловой поток в левую часть увеличивается на СрАГ, а в иравой

части на столько же умеиьшится. При этом показания дифференциальной термонары изменяется на .

Запись ноказаний дифференциальной термоиары в координатах (АГ, х) при перемещении перегородки от одной стенки канала

ДО противоположной п редставлена на фиг.2 снлошной линией для предлагаемого устройства и пунктирной - для прототипа. Величина локального теплового потока в бесконечный цилиндр, необходимая для вычисления энтальпии по критериальной зависимости, определяется как тепловой поток в наружную трубку, отнесенный к единице ее длины и выражается формзлой (1).

Как видно из формулы (1), для определения q надо продифференцировать иоказанную на фиг. 2 зависимость (x). При этом измерення, проводимые с помощью предлагаемого устройства, дают

удвоенное значение локального теплового потока д. Это означает, что при применении для регистрации показаний термопары в прототипе и в предлагаемом устройстве приборов одииакового класса, в предлагае.мом

устройстве погрешность измерения будет в два раза меньще.

Определение профиля энтальпии газового потока производится так же как и в известных установках по известной критериальной зависимости.

Фор мул а изобретен и я

Устройство для определения энтальпии высокотемпературного газового потока, содержащее два разделенных перегородкой проточных калориметра, состоящих из внешней и внутренней концентрично размещенных трубок для подвода и отвода хладагента, и дифференциальную термоиару, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства при установке его в каналах с заныленными потоками, внутренние трубки соединены с перегородкой, выполненной подвижной, причем дифференциальная термопара установлена в трубках для отвода хладагента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.«Теплофизика высоких температур, № 3, 1976, с. 613.

2.Авторское свидетельство СССР 50 № 444953, .кл. G OIK 17/00, 1972.

лГ

/