Устройство для определения динамических и статических характеристик непогружаемых термоприемников Советский патент 1982 года по МПК G01K15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ-ДИНАМИЧЕСКИХ

И СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕПОГРУ5КАЕМЫХ t2

Изобретение относится к метрологическому обеспечению термометрии и может быть использовано для исследования погрешностей термоприемников, предназначенных для измерения температуры перемешиваемых сред в технологических аппаратах.

Известно устройство для измерения динамических характеристик термоприемников, содержаи1ее приспособление для фиксации термоприемников, цилиндр с емкостями для горячей,и холодной воды и измерительную аппаратуру Г13 .

Недостатком известного устройства является низкая точность определения динамических характеристик термоприемников .

Известен стенд для определения статических характеристик непогружаемых термоприемников, содержащий теплоизолированный резервуар, термостаты, запорно-регулирующую арматуру и регистрирующую аппаратуру t21 .

Недостаток известного стенда низкая точность определения динамических характеристик термоприемников, так как конструкция этого стенда не позволяет обеспечить нанесеТЕРМОПРИЕМНИКОВ

кие скачкообразного возмущения по температуре на термоприемник.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения динамических и статических характеристик непогружаемыхтермоприемников, содержащее теплоизолированный резервуар, вход и выход которого посред10ством трубопроводов через запорно-регулируклцую арматуру соединен с термостатом, контрольно-измерительную аппаратуру, размещенную в резервуа- . ре 131.

15

Недостатками известного устройства являются низкая точность определения динамических характеристик термоприемников, обусловленная искажением начального участка переход20ной характеристики, и зависимость результатов от опыта и навыков оператора, а также невозможность обеспечения скачкообразного возмущения на термоприемник по коэффициенту теП

25 лообмена при различной температуре теплоносителя.

Цель изобретения - повышениегточности определения динамических характеристик и расширение его функ30циональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дополнительный термостат для газообразно го теплоносителя, соединенный через отсечной клапан с дополнительным входом резервуара, а резервуар снаб жен дополнительным выходным штуцером для газооб1 азного теплоносителя и подвижным дном, соединенным гибкой мембраной с корпусом резервуара с запорно-регулирующей арматурой и отсечным клапаном. На фиг.1 схематически изображено устройство, общий вид; на фиг.2 резервуар, поперечное сечение; на фиг.З - запорно-регулирующая армату ра резервуара. Устройство содержит теплоизолированный резервуар 1 с подвижным дном 2, которое крепится к корпусу резервуара с помощью гибкой мембраны 3 и соединено, например, кинематически с запорно-регулирующей арма турой 4, а через электромеханический преобразователь 5 с отсечным кл паном 6, подъемный механизм 7, термостат 8 для жидкого теплоносителя, дополнительный термостат 9 для газо образного, теплоносителя, входной и выходной штуцеры 10 и 11, регулирукядий вентиль 12, контрольно-измерительную аппаратуру, в состав кото рой входят термометр 13, альфа-калориметр 14 и регистрирующий прибор 15, исследуемый термоприемник. 1 съемную крышку 17. Кинематическая связь между подвижным дном резервуа ра и запорно-регулирунлаей арматурой осуществляется посредством клинкера 18, рычага 19, один конец которого закреплен на подвижной опоре 20. Устройство работает следующим образом. В резервуар 1 при опущенном дне из термостата 9 поступает жидкий теплоноситель с заданной температурой. При помощи вентиля 12 и заслонки, входящей.в состав запорно-регулирующей арматуры 4, поддерживается определенный уровень и скорость течения жидкости в резервуаре. В зазоре между поверхностями крьиики 17 и жидкого теплоносителя из дополнител него термостата 9 через штуцер 10 поступает воздух, температура которо го отличается от температуры жидкости. Воздух отводится из резервуара через выходной штуцер 11. После установления стационарного режима истемы исследуеквлй . термоприемник резервуар - теплоноситель - окружающая среда подвижное дно с помощью подъемного механизма 7 скачком перемещается вверх. При этом жидкий теплоноситель заполняет все внутреннее пространство резервуара, соприкасаясь с тепловоспринимакяцими поверхностями термоприемника 16 и альфакалориметра 14, а воздух вытесняется через штуцер 11. Одновременногс перемещением дна закрывается отсечный клапан 6, прекращая подачу воздуха в резервуар. При нанесении скачкообразного возмущения на термоприемник в результате подъема дна необходимо удалить из резервуара газообразный теплоноситель и оставить неизменным расход жидкости через резервуар, т.е. оставить неизменным гидродинамический режим системы термостат трубопроводы, исключить отрыв теплоносителя от крышки резервуара после подъема дна. Гидродинамический режим неизменный при условиях, вытекающих из соотношения й-е+(а+ЬНЬ+с)+Ъ-ь где л h величина перемещения дна (фиг.2); коэффициент местного сопротивления выходного патрубка до подъема дна; скорость теплоносителя в выходном патрубке; ускорение свободного падения;ширина, длина и высота резервуара ; ширина и длина пластины, крепящей гибкую мембрану к подвижному дну; превышение нижней кромки выходного патрубка над нижним положением дна (фиг.З). Коэффициент местного сопротивления выходного патрубка определяется перемещением клинкера 18. Подбирая необходимую длину х клинкера 18 относительно рычага 19 и регулируя расход теплоносителя, вентилем 12 добиваются заданного режима прокачки жидкого теплоносителя при опущенном дне. Исключение отрыва теплоносителя от йрышки резервуара после подъема дна достигается выполнение соотношениякоторое обеспечивается подбором соответствукядего соотношения y/d , где - коэффициент местного сопротивления выходного патрубка после подъема дна; у - расстояние между клинкером 18 и подвижной опорой 20 ; с| - расстояние между клинкерам 18 и штоком подъемного устройства 7. Если температура прокачиваемого воздуха бй в зазоре между крышкой .и

теплоносителем отличается от температуры жидкого теплоносителя ST , то в результате мгновенного перемещения дна наносится скачкообразное температурное (йв бт-Эв) возмущение на исследуемый термоприемник. При этом регистрирукнций прибор 15, к которому подключен термоприемник, записывает кривую разгона, а с помощью альфа-калориметра определяют соответствующий коэффициент теплообмена между термоприемником и теплоносителем. Обработка кривой разгона позволяет определить как динамическую, так и статическую погрешность термоприемника. Устройство дает возможность определить метрологические характеристики термоприемника в широком диапазоне изменения коэффициента теплообмена d (порядка50-10000 Вт/мГ

Указанное изменение значения о1 обеспечивается благодаря наличию жидкого и газообразного теплоносителей, а также возможности изменения их скоростей движения в резервуаре. Кроме того, устройство позволяет изменять знак теитературного возмущения и наносить скачкообразное возмущение по параметру i ..

новая конструкция резервуара и наличие новых элементов, обеспечивающих прокачивание через резервуар газообразного теплоносителя, обеспечивают повьаиение точности измерения характеристик термоприемников, что позволяет расширить сферу применения устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения динамических и статических характеристик непогружаемых термоприемников, содержащее теплоизолированный резервуар, вход и выход которого посредством трубопроводов через запорио-регулирующую арматуру соединен с термостатом , контрольно-измерительную аппаратуру, размещенную в резервуаре отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения динамических характеристик, в него введен дополнительный термостат для газообразного теплоносителя, соединенный через отсечной клапан с дополнительным входом резервуара, а резервуар снабжен дополнительным выходным штуцером для газообразного теплоносителя и подвижным дном, соединенным гибкой мембраной с корпусом резервуара, с запорно-регулирукяцей арматурой и отсечным клапаном.

Источники информации, принятые:-во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 581391, КЛ. G 01 К 15/00, 1974.

2.Фандеев Е.И., Клоков Ю.Л., Козлов В.А. Измерение температуры пристенного слоя массы в аппаратах со шнеками и мешалками.- Химические волокна, 1969, № 1, с. 62-63.

3.Фандеев Е.И., Ушаков В.Г., Лущаев Г.А. Непогружаемые термоприемники. М., Энергия, 1979,с. 55 (прототип).