Устройство для измерения энтальпииВыСОКОТЕМпЕРАТуРНОгО гЕТЕРОгЕН-НОгО пОТОКА гАзА Советский патент 1981 года по МПК G01N25/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГЕТЕРОГЕННОГО Изобретение относится к теплофи зике и Может быть использовано для определения температуры гетерогенного потока газа путем змepeния его энтальпии в широком диапазоне скорос тей, включая сверхзвуковую. По основному авт. св. W 524979 известно устройство для измерения энтальпии высокотемпературных газовых потоков, состоящее из двух охлаж даепвлх газоотборных трубок, имеющих общее газозаборное отверстие. Хладагент подают к рубашкам охлаждения газоотборных трубок и разделяют на два равных потока. Дифференциальная термопара установлена на выходах из рубашек охлаждения газоотборных трубок. Охлаждение организуют так, что отбираемый газ охлаждается практичес ки до температуры хладагента. Газ отбирают поочередно через одну и через другую газоотборные . Энтальпию определяют по формуле CpCiJuV Ta) -суммарный расход хлад где G.jrt. и Ср агента и его теплоем кость ; ПОТОКА ГАЗА G,- - расход отбираемого T и frTj - показания дифференциальной термопары при отборе газа через каждую из газоотборных трубок 1. Однако данное устройство малопригодное для работы в гетерогенных потоках, так как газозаборное отверстие быстро забивается частицами дисперсной фазы, а расход отбираемого газа при этом падает, что веде к большой погрешности измерения. Цель изобретения - повышение точности при работе устройства в гетерогенных потоках. Указанная цель достигается тем, что в заборном отверстии установлен полый цилиндр со сквозным отверстием, выполненным по его диаметру и расположенным пapaллeль o направлению газового потока, причем к торцам полого цилиндра присоединены заборные трубки, каждая из которых снабжена подводом хладагента, а диаметр заборных трубок, по крайней мере,в два раза больше внутреннего диаметра полого цилиндра. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на.фиг. 2 -

схема течения газа в отверстиях цилиндра .

Устройство включает две газоотборные трубки 1, заключенные в рубашки 2 охлаждения. Трубки 1 и 2 по торцу припаяны к втулке 3, Между рубгиикой и трубкой расположены разделительные трубки 4. Подвод хладагента осуществляется через патрубки 5, а отвод через патрубки,6, в. которых размещен дифференциальная термопара 7.Газоотборные трубки скреплены с полым Ци- линдрсм В. Цилиндр 8 входит во втулку. 3 и тем самым соединяет гаэоотборные трубки в единую конструкцию. В цилиндре имеются перекрещивающиеся сквозные отверстия по оси и поперек цилиндра. На выходе из газоотбориых трубок установлены масляные ловушки 9 для твёрдых частиц.

Для измерения энтальпии гетерогенного потока газа, например, уз камер сгорания, работающей на угле, зонд располагают поперек потока так, чтобы о,сь сквозного канала в цилиндре 8 совпадала с направлением потока газа

Определение энтальпии . производится так же, как и с использованием известного устройства, т.е. измеряются разность температур дТ и дТ на выходах из рубашек охлаждения газоотборных трубок при отборе через одну и через другую трубки, расход газа G и расход хладагента GfTt , после чего энтальпия определяется по формуле (1).

В предлагаемом устройстве газоотборный тракт в районе газозаборного отверстия не зашлаковывается поскольку при температуре поверхности цилиндра, близкой к температуре жидкотекучести шлака, на цилиндре не образуется твердых шлаковых отложений, приводящих к закупорке газозабормого ртверстия. Нужную температуру цилиндра поддерживают выдвиганиемёгЬ из охлаждаемой втулки 3. При такой температуре по каналам цилиндра течет тонкая шлаковая пленка. Дпя тогр, чтобы шлак не застыл при переходе на поверхности охлаждаемой втулки и газоотборной трубки, в месте перехода сделано внезапное расширение .каиала, в результате чего в этом месте ,образуются возвратные потоки газа.

(вихри), которые охлаждают пленку шлака, срывающуюся со среза отверсти в полом цилиндре. При отношении диаметров отверстий в трубке и в цилиндре, равном 1,4, расход отбираемого газа сразу начинает падать и устройство забивается шлаком за 2-мин, а при отношении, равном 2 - за 10 мин, причем в течение двух минут расход практически не меняется, чего вполне достаточно для производства измерений.

Кроме того, газ, отбираемый из сквозного канала в газоотборные трубки меняет свое направление на 90 , а крупные капли шлака, обладающие большей инерцией, чем газ, не могут быстро изменить направление движения и пролетают по каналу насквозь. В результате отбираемый газ частично очищается от шлака.

Таким образом, предлагаемая конструкция калориметрического зонда позволяет работать длительное время пр постоянном расходе отбираемого газа в гетерогенных потоках (например в продуктах сгорания угля), что необходимо для измерения энтальпии этого газа с той же точностью, что и в гомогенных потоках.

Формула изобретения

Устройство для измерения энтальпи высокотемпературного гетерогенного потока газа по авт.св. № 524979, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при работе в гетерогенных потоках, в заборном отверстии установлен полый цилиндр со сквозИым отверстием, выполненным по его диаметру и расположениш параллельно направлению газового потока, лричем к торцам полого цилиндра присоединены заборные трубки, каждая из которых снабжена подводсал хладагента, а диаметр заборных трубок, по крайней мере, в раза больше внутреннего диаметра полого цилиндра

.Источники информации, принятые во вйимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W524979, кл. G 01 К 17/02, 1976.