Отсасывающий пирометр для измерения высокой температуры газов

 

СССР

М 58925

Класс 42 i, 8„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3ииваистриуоьино в бюро и оорпиении Госплина при (ИК С<.<.р.

В. А. Захаров.

Отсасывающий пирометр для измерения высокой температуры газов.

Заявлено 24 июня 1938 гола в НКАП за М 5030.

Опубли нова но 31 я нваря 1941 гола.

При измерении температуры газов в пространстве печи, окруженном стенками, температура которых отличается от температуры газа, всегда неизбежны ошибки вследствие излучения самого пирометра, из-за которого создается поток тепла от газов к термопаре и от термопары к стенкам, если температура стенок н иже температуры газа. Благодаря этому потоку тепла создаются разности температур и пирометр погде х — коэфициент теплоперехода от газа к пирометру, и С, — коэфициент излучения.

Если известны коэфициенты и С„ то можно по температуре 4 вычислить искомую температуру

Чтобы уменьшить ошибки замеров до некоторой допустимой величины (1 — 2Я ) пирометр обыкновенно помещают в несколько концентрически расположенных цилиндрических экранов, и в зазоры между ними просасывают газы с большой скоростью.

При этом коэфициент с увеличением температуры уменьшается, а разказывает не действительную температуру газов, а промежуточную между температурой газов и температурой стенок. Если обозначить, например, температуру газа, которую необходимо замерить через t2, температуру стенок через t„„, а температуру, которую в действительности показывает пирометр (температура спая или сопротивления) через ti„то получается равенство: ность четвертых степеней температур быстро возрастает, так что при высоких темлературах различие между действительной температурой газов и температурой, показываемой пирометром, получается очень большая.

Уже при температуре газа в 1100, через пирометр с тройной экранной защитой требуется просасывать газ со скоростью свыше 200 м, сек., чтобы ошибка не превысила 1 — 1,5 .

При температурах 1500 и выше, теплообмен излучением настолько интенсивен, что точный замер температур возможен лишь при очень большом количестве экранов, что конструктивно о инь трудно осуществимо.

Для того, чтобы,уменьшить количество экранов и в то же время уменьшить скорость просасываемых через пирометр газов, необходимо уменьшить излучение с наружной поверхности горячего экрана. Это может быть достигнуто применением холодного экрана с отражающей поверхностью, который один по своему действию эквивалентен большому числу горячих экранов с большим коэфициентом поглощения у каждого.

Согласно изобретению, с этой целью внешний горячий экран покрыт с наружной поверхности платиновой фольгой и окружен холодным экраном с высокой отражающей поверхностью, ПРИЧЕМ В IIOJIOICTb МЕЖДУ ХОЛОДНЫМ И внешним горячим экранном за крыт доступ для просасываемого газа.

На чертеже по казана в продольном разрезе по оси головка такого пирометра.

Пирометр предназначается для замера температур до 1500 и выше. Достаточную механическую прочность при таких высоких температурах сохраняют только кварц и графит.

Кварц имеет очень высокий коэфициент излучения и не допускает механической обработки, но зато значительно прочнее графита.

Просасывающая головка состоит из стержня 1, в котором помещается термопара 6. Стержень 1 окружен цилиндрическими, концентрически ра "положенными экранами 2, 3 и 4.

Для экрана 4 в свою очередь экраном служит внутренняя цилиндриче-. ская поверхность части 5, которая является главной частью в конструктивном отношении.

Газ просасывается со скоростью

100 м сек. через.кольцевые зазоры между,стержнем 1 и экранами 1 — 2, 2 — 3 и 3 — 4.

Через пространство между экранами

4 и 5.газ просачиваться не должен, для чего служит уплотняющее устройство 11 и 12. С другого своего конца экран 4 удерживается шамотным или иным огнеупорным кольцом 7.

Внутренняя поверхность (на чертеже показана толстой линией) экрана 5 покрывается слоем никеля, серебра или золота.

Наружная поверхность горячего экрана 4 обертывается платиновой ф ольго и 14.

Если ожидаемая температура газа незначительно превосходит 1500, то можно обойтись без .платиновой фольги, а внутреннюю поверхность никелировать и полировать (е, = 0,0 5—

0,06) или еще лучше серебрить и полиро вать (=, = 0,018 — 0,022). (Вторые величины относятся к менее чистому материалу с менее тщательной полировкой).

При температуре газа в 1600 необходимо применять платиновую фольгу, и экран 5 серебрить или лучше золотить, При температурах 1700 и выше необходимо добавить еще лромежуточные экраны. Так как серебро и никель при высоких температурах темнеют и вообще не могут выдержать столь высокой температуры, то экран 5 необходимо охлаждать проточной водой.

Для непрерывного снабжения полости экрана 5 водой служит коллекторный стакан 8 и фланец 17.

Просасывающая головка должна легко отделяться от консольного жезла, при помощи которого она вводится в печь, и должна быть оформлена так, чтобы можно было легко обрабатывать внутреннюю поверхность.

Применение холодного экрана с низкой степенью черноты в теплодинамичеаком отношении равносильно приме нению экрана с нормальной для огнеупорных материалов степенью черноты, но нагретого до температуры, которая ниже температуры предыдущего экрана,на 25 . Для того чтооы этот экран (заменяемый холодным экраном) имел такую температуру, необходимо и меть еще целый ряд промежуточных экранов, которые в данном случае делаются ненужными.

При этом:пирометр окружен экраном с постоянной температурой, что является очень ценным обстоятельством, так как этим обусловливается полная стабильность прибора.

Все устройство пирометра получается очень простым. Вода поступает в коллееторный стакашки 8 из трубы 16 и выходит через трубу 9.

å5 Ю

Отв. редактор П. В. Никит. is

Тип. арт.,Сов. печ., М 3633". Зак. 1426 — 575

Госпланиздат

Цена 35:коп.

В полость между экраном 5 и цилиндром 13 во да поступает через тон кие трубки 19, а выходит через отверстия (не показанные на чертеже).

Термопара проведена через верхнюю трубу 16 в канале 15. Головка присоединяется к консольному жезлу винтами 18. Просасываемый газ имеет своим каналом трубу 10.

Остальная аппаратура (насос, холодильник, управление жезлом и т. д.) допускает всевозможное конструктивное оформление.

Предмет изобретения.

Отсасывающий пирометр для измерения высокой температуры газов, с применением нескольких концентрических трубчатых экранов, обогреваемых потоком газа, о тли ч а ю щ и и ся тем, что, с целью уменьшения излучения с наружной поверхности внешнего горячего экрана, он покрыт платиновой фольгой и окружен холодным экраном с высокой отражающей способностью, причем в полость между холодным и внешним горячим экраном закрыт доступ для просасываемого газа.