Устройство для определения энтальпии высокотемпературного газового потока

 

l l

3 (I пц73!322

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.11.77 (21) 2541682/18-10 с присоединением заявки че (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень М 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) М. Кл.-" б 01К 17/00

Государственный комитет (53) УДК 536.12 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. С. Сергеев и О. В. Иноземцев

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ

ВЪ|СОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА

OC d (T)

q: р х

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 калориметр, представляющий собой две концентричные трубки для подвода и отвода хладагента и дифференциальную термопару на входе и выходе «ëaä- 10 агента (1).

Для измерения локального теплового потока калориметр перемещается вдоль своей оси поперек исследуемого потока, и записывается изменение нагрева в нем хладаген- 15 та ЛТ. Локальный тепловой поток равен где G — расход хладагента;

C„— его теплоем кость.

Энтальпия газового потока определяется по известной критериальной зависимости.

Для этого кроме локального теплового по- 25 тока д необходимо знать теплофизические свойства газа, динамический напор, диаметр калориметра.

Известно устройство для определения энтальпии высокотемпературного газового ЗЭ потока, состоящее из двух разделенных перегородкой проточных калориметров, состоящих из внешней и внутренней концентрично размещенных трубок для подвода и отвода «ладагента, 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 цилиндра (2).

К недостаткам указанны«устройств относятся невысокая точность и невозможность измерения в каналах с запыленными потоками из-за того, что на поверхности устройств образуется шлаковая пленка, препятствующая их перемещению в уплотне ниях канала.

Цель изобретения — упрощение конструкции при установке устройства в канала«с запыленными потоками.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения энтальпии высокотемпературного газового потока, содержащем два разделенны«перегородкой проточны«калориметра, состоящих из внешней и внутренней концентрично размещенных трубок для подвода и отвода хладагента, и дифференциальную термопару, внутренние трубки соединены с перегород731322 кой, выполненной подвижной, причем дифференциальная термопара установлена в трубках для отвода хладагента.

На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг. 2 представлено изменение показаний дифференциальной термопары при перемещении перегородки.

Устройство содержит наружную трубку 1 с двумя патрубками 2, например, для выхода хладагента. В патрубках 2 установлены спаи дифференциальной термопары 3.

В трубке 1 расположена перегородка 4 пз плохотеплопроводного материала. Две внутренние трубки 5 жестко присоединены к перегородке 4 с зазорами для прохода 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 поперек герметичного канала 7 (фиг. 1) с исследуемым потоком газа. Перегородка вместе с внутренними трубками передвигается относительно неподвижной наружной трубки от одной стенки канала до противоположной наружной трубки с такой скоростью, чтобы сохранялся квазистационарный температурный режим хладагента. При этом фиксируется разность температур хладагента на выходах из устройства, его суммарный расход 6 и положение перегородки Х. Расход

6 делится с помощью одинаковых диафрагм на равные части 6/2. При каком-то положении перегородки суммарные тепловые потоки в наружную трубку справа от перегородки будут равны, что соответствует д,Т=O.

При перемещении перегородки на dx вправо тепловой поток в левую часть уве6 личивается на dQ= СРХТ, а в правой

2 части на столько же уменьшится. При этом показания дифференциальной термопары изменяется на А7 =2dT.

Запись показаний дифференциальной термопары в координатах (AT, х) при перемещении перегородки от одной стенки канала

Формула изобретения

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 термопару, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства при установке его в каналах с запыленными 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 № 444953, кл. G 01К 17/00, 1972.

50.до противоположной представлена па фиг.2 сплошной линией для предлагаемого устройства и пунктирной — для прототипа. Величина локального теплового потока в бес5 конечный цилиндр, необходимая для вычисления энтальпии по критериальной зависимости, определяется как тепловой поток в наружную трубку, отнесенный к единице ее длины и выражается формулой (1).

10 Как видно из формулы (1), для определения q надо продифференцировать показанную на фиг. 2 зависимость AT = f (x) .

При этом измерения, проводимые с помощью предлагаемого устройства, дают

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

20 устройстве погрешность измерения будет в два раза меньше.

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

731322!

))7иг. 1 рог.

Составитель )О. Андрианов

Техред А. Камышникова

Редактор T. Рыбалова

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1024/2 Изд. № 338 Тираж 729 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам II30II)IcTcIIIIII и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5