Устройство для измерения температуры газового потока

 

ОПИС

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное и авт. саид -ву (22) Заявлено 040877 (21) 2513882/18-10 (5f)м. Кл, с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий.(53) УДК 536.532 (088. 8) Опубликовано 3009,80, Бюллетень №Зб

Дата опубликования описания 300980 (72) Авторы изобретения

Л.С. Домрачева и З,B. Трецалина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ГАЗОВОГО ПОТОКА

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при измерении температуры газовых потоков.

Известен датчик для измерения температуры потоков жидкостей или газов, содержащий термочувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрического каркаса причем кар- -" "

3 кас термочувствительного:элемента выполнен трубчатым. Верхний коНец трубчатого каркаса сообщается с отверстием в кожухе, обраценным вниз по потоку так, что образуется сквозной проточный канал (1), 15

Недостаток датчика состбит в низкой точности измерения, которая обусловлена различием температурного поля по длине термочувствительаого элемента. 20

Наиболее близким по технической суцности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения температуры газового потока, содержацее термопару, горячийЩ спай которой размещен в центре критического сечения сужающейся сопловой камеры (2) .

Недостатком известного устройства, является низкая точность измерения, 30 обусловленная значительными динамическими погрешностями. Устройство имеет высокую инерционность (например, при скорости набегающего потока, соответствуюцей числу М-0,5, и статическом давлении Р-10332,3 кг/см показатель тепловой инерции датчика составляет около 8 с. Высокая инерционность "устройства вызвана малой скоростью газового потока в зоне расположения термочувствительного элемента и кондуктивным теплообменом термочувствительного элемента с внутренней поверхностью камеры, Цель изобретения - повышение точности измерений путем уменьшения динамической погрешности.

Для достижения поставленной цели горячий спай термопары выполнен в виде плоской пластины, которая размещена в плоскости, проходящей через продольную ocb сопловой камеры.

На фиг, 1 показан продольный разрез описываемого устройства; на фиг.

2 - поперечный разрез устройства в плоскости установки термопары.

Устройство содержит сопловую камеру 1, термопару 2, наклонную стойку

3 с фланцем 4, теплоизоляционный вкладыш 5, электрические выводы б

767566. термопары, Геометрические размеры внутренней поверхности вкладыша 5 выбраны из условия, что при изменении скорости набегающего потока в рабочем диапазоне, соответствующем измерению числа М от О, 3 до 10; оно в критическом сечении камеры 1 остается постоянным, равным единице. Горячий спай термопары 2 выполнен плоским, например расплющен из проволоки, и размещен в плоскости, проходящей через продольную ось камеры 1, Описываемое устройство работает следующим образом.

Газовый поток, температуру кото-! рого следует измерить, протекает через сопловую камеру 1, сужаясь в критической ее части, где, начиная с М -0,3 устанавливается скорость потока, равная местной скорости звука. Обдувая горячий спай термопары

2, поток тормозится, преобразуя энергию движения в энергию тепла, Выбранная плоская форма поперечного сечения горячего .спая термопары и расположение ее в критической части сопловой камеры существенно увеличивают конвективный теплообмен горячего спая термопары с окружающей средой и следовательно уменьшают инерционность. Проведенные эксперименты показали, что при размерах горячего спая 0,08 х 0,4 мм, показатель тепловой инерции снижается до 0,06 с, Размещение горячего спая термопары в центре критического сечения сопловой камеры дает снижение тепловой инерции в сравнении с его расположением на некотором расстоянии от продольной оси камеры на порядок и более, т.е, число М потока по сечению зависит от расстояния от продольной оси камеры.

Аналитически эта зависимость может быть представлена в виде где М - число М потока на расстоя- нии З от оси камеры; к - радиус камеры; число М потока в центре критического сечения камеры (оно равно 1,0) .

В этом случае

Ж

Я.

1О 1+9,2(1-(j- — ) ), К где М - число М в критическом сечении камеры (например, при

7/Я„= 0 9 М = 0,16. (5 Показатель тепловой инерции прн этом увеличивается в 3,2 раза в сравнении с показателем тепловой инерции термочувствительного элемента при числе М = 1,0. При поперечном обтекании показатель степени и при числе Re выше чем при продольном. В этом случае также наблюдается существенное уменьшение инерционности, Описываемое устройство позволяет уменьшить погрешность измерений температуры газовых потоков при нестационарных процессах, обусловленную тепловой инерцией датчика, на 1,5-2,0 порядка.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры газового потока, содержащее термопару, горячий спай которой

35 размещен в центре критического сечения сужающейся сопловой камеры, отличающееся тем,что с целью уменьшения динамической погрешности, горячий спай выполнен

gp в виде плоской пластины, которая размещена в плоскости, проходящей через продольную ocb сопловой ка-, меры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 518648, кл. G 01 К 13/02, 1974, 2. Патент CftlA ht 14769, кл, G 01 К 13/02, 1929 (прототип)., .50

767566 а, т

9 иг. 2

Составитель В.Копаев

Редактор Т. Рыбалов . Техред А,ЩепансКая КорректорГ, Решетник

Заказ 7181/37 Тираж 713 Подпи сн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ", r, Ужгород, ул. Проектная, 4