Зонд для определения энтальпии

 

Союз Советских

Сациаанстичесних

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

<щ787968

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140778 (21) 2637224/18-25 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 151280. Бюллетень ЙВ 46

Дата опубликования описания 151280 (51) м. кл.з

С 01 М 25/20

Государственный коиитет

СССР ио калаи изобретений и открытий . (53) УДК 543. 271 (088.8) P2) Авторы изобретения

A.È.Âèëåéøèñ, A.Á.Aìáðoýÿâè÷ót= и B.A.Валинчус (11) Заявитель

Институт физико-технических проблем энергетики

АН Литовской CCP (54) ЗОНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ

Изобретение относится к теплоиз= мерительной технике, а более конкретно к устройству калориметрических зондов для определения энтальпин потока газа с температурой до 15000 К.

Известен калориметрический зонд для определения энтальпии высокотемпературных потоков газа, основанный на измерениях тепла, воспринимаемого зондом как при отсосе из потока проб газа, так и при закрытом канале отсоса. Такой зонд имеет три коаксиально и с зазором расположенные трубки, образующие для канала отсоса газа систему охлаждения, термопары на входе и выходе системы охлаждения для измерения перепада температур хладагента и термопару для измерения на выходе иэ зонда температуры проб газ а (1 ).

В т ак ом э онде при наличии трех трубок поперечное сечение канала для отсоса газа получается намного меньше сечения зонда. В соответствии с этим зонд с пробой газа поступает значительно меньше тепла, чем теплапомехи через внешнюю стенку зонда.

Иэ-эа значительной величины теплапомехи по сравнению с полезным теплом чувствИтельность зонда и точность определения энтальпии получаются низкими. Так, например, погрешность определения энтальпии составля. ет 9-12Ъ при 3000-4000 К и 63 при

5 5000 К

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является зонд для определения энтальпии высокотемпературного потока газа, содержащий трубку охлаждения, внутри кото рой с зазором установлена газоотборная трубка, входное отверстие которой расположено в конце трубки охлаждения на ее поверхности, подсоединенную к концу трубки охлаждения трубку отвода хладагента, измерители температуры, установленные на входе трубки охлаждения и на выходах газоотборной трубки и трубки отвода хлад20 агента (2 ), В таком зонде трубка охлаждения почти в два раза длиннее гаэоотборной трубки и при измерениях пересекает весь поток газа. Поэтому через наружную поверхность трубки охлаждения в зонд поступает значительно больше тепла-помехи, чем полезного тепла с пробой газа через отверстие для отсоса. Отсюда погрешности опре30 деления энтальпии получаются срав787968 нительно большими, около 10%. При определении таким зондом энтальпии около стенки канала, где температура газа ниже, чем на оси, погрешности определения энтальпии получаются еще большими. Это связано с тем, что при неизменном режиме те,чения газового потока тепло-помеха, поступающая в зонд через наружную поверхность трубки охлаждения, остается практически постоянной, а полезное тепло, поступающее с пробой газа, является еще меньше.

Чувствительность зонда и точность определения энтальпии могут быть повышены уменьшением расхода хладагента. Однако уменьшать расход хладагента в зонде, который пересекает весь высокотемпературный поток, рисковано, ибо иначе зонд может сгореть.

Укаэанный зонд на обоих концах имеет сухари со штуцерами и термопарами. Из-за этого вводить зонд в газовый поток через отверстие в стенке канала и пользоваться им неудобно.

Цель изобретения — повышение точности определения энтальпии высокотемпературного потока газа.

Поставленная цель достигается тем, что трубка отвода хладагента размещена вдоль образующей трубки охлаждения, диаметрально противоположной образующей, проходящей через центр входного отверстия гаэоотборной трубки. укорочение трубки охлаждения почти в два раза, достигаемое такой конструкцией, существенно уменьшает приток тепла-помехи в зонд через наружную поверхность трубки охлаждения и этим повышает точность определения энтальпии, а размещение штуцеров и термопар только с одного конца зонда делает пользование таким зондом удобным.

На фиг. 1 изображен зонд для определения энтальпии высокотемпературного потока газа с частичными вырезами, общий вид, на фиг. 2 — разрез

A-A на фиг. 1.

Зонд для определения энтальпии высокотемпературного потока газа содержит трубку 1 охлаждения с одним заглушенным концом, газоотборную трубку 2, расположенную с зазором внутри трубки 1 и около заглушенного конца выведенную одним концом через ее стенку наружу и там припаянную к ней, дополнительную трубку 3 для отвода хладагента, которая позади газоотборного отверстия 4 введена одним концом внутрь трубки 1 и припаяна к ней снаружи вдоль диаметрально противоположной образующей, проходящей через центр отверстия 4. Вторые концы т убок 1, 2 и 3 раопаяны на сухарях 5 и 6, где имеются штуцеры 7 и 8 для подвода хладагента, штуцер 9 для отсоса проб газа, термопары 10 и 11 для измерения перепада температур хладагента на входе и выходе и термопара 12 для измерения температуры проб газа на выходе из зонда.

Сухари 5 и 6 соединены между собой через теплоизоляционную прокладку 13, установленную для предотвращения заметного теплообмена между

10 HHMH °

Для зонда взяты трубки из нержавеющей стали и они спаяны серебрянным припоем. Площадь поперечного се чення зазора между трубками 1 и 2 равна площади поперечного сечения внутри трубки 3.

Зонд работает следующим образом.

Для определения знтальпии зонд вводится в поток газа отверстием 4

® навстречу газовому потоку, показанному на чертеже стрелками. В зонде хладагент от штуцера 7 протекает сначала по трубке 3, а затем по трубке 1 к штуцеру 8. Через штуцер

2$ 9 периодически отсасываются пробы газа, температура которых на выходе из зонда измеряется термопарой 12.

С помощью термопар 10 и 11 измеряется перепад температур хладагента у0 как при отсосе газа, так и при его отсутствии. Кроме этого, определяются расход хладагента и расход отсасываемого газа.

Зонд дает возможность получать у одинаковую точность определения энтальпии газа как на оси, так и около стенки газового канала путем изменения расхода хладагента в зависимости от величины погружения зонда в поток газа и от локальной температу® ры в потоке. Испытания зонда показали повышенную точность определения энтальпии высокотемпературного потока газа, надежность в работе и удобство пользования зондом. Зонд в еди45 ничном исполнении используется при исследовании высокотемпературного теплообмена.

$0 Формула изобретения

Зонд для определения энтальпии высокотемпературного потока газа, содержащий трубку охлаждения, внутри которой с зазором установлена газоотборная трубка, входное отверстие которой расположено в конце трубки охлаждения на ее поверхности, подсоединенную к концу трубки охлаждения трубку отвода хладагента, измери60 тели температуры, установленные на входе трубки охлаждения и на выходах гаэоотборной трубки и трубки отвода хладагента, отличающийся тем, что, с целью повышения точнос45 ти определения, трубка отвода хлад787968

Составитель Л.Дикая

Техред A.Бабинец Корректор Г.Назарова

Редактор А.Долинич

Заказ 10918 Тираж 1019 Подписное

BHHHIIH 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 агента размещена вдоль образующей трубки охлаждения, диаметрально противоположной образующей, проходящей через центр входного отверстия гаэоотборной трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тхоржевский В.П. Автоматический анализ химического состава газов °

М., 1969, с. 198-208.

2. Физика и техника низкотемпературной плазмы. Под общ. ред. Дресвана С.В., M., Атомиздат, 1972, с. 114 (прототип).