Способ определения высокой стационарной температуры

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ "699 З 56 Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. рисоедииением заяв С 01 К 7/00 М -Бюллетень М 43писания 251179 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени С. Сергее Иноземце дарственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г . М . Кржижановского( 54) СПОСОБ ОП РЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРЫ ИОНАРНОЙ 1Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано при измерениях в газовых и жидких средах.Известен способ измерения высоких стационарных температур, заключающийся в измерении температуры в центральной точке цилиндра и разности температур этой и промежуточной точек в определенный момент вре 10 мени при кратковременном погружении цилиндра в измеряемую среду с последукщим вычислением температурыэтой среды 1 .Однако необходимость многократ ного погружения датчика в среду при непрерывном контроле приводит в условиях высоких температур к разрушению датчика и снижению точности измерений. 20Известен также способ определения высокой стационарной температуры газообразных и жидких сред путем измерения распределения температуры по образующей металлического цилиндра, боковая поверхность которого теплоиэолирована, одна торцовая поверхность находится в тепловом кон такте со средой, а другая - с хладоагентом при изменяющихся условиях теплообмена, и вычисления температуры среды иэ известной формулы по данньж измерений 2,В этом способе изменение условий теплообмена обеспечивается изменением темперфтуры хладоагента. След" ствием этого является невысокая точность, так как температуру хладоагента удается менять лишь в небольших пределах, а для реализации способа необходимо изменять ее в достаточно широком диапазонеЦель изобретения - повышение точности определения высоких температур.Это достигается тем, что в способе определения высокой стационарной температурыгазообразных и жидких сред путем измерения распределения температуры по образующей металлического цилиндра, боковая поверхность которого теплоиэолирована, одна тор" цовая поверхность находится в тепло" вом контакте со средой, а другаяс хладоагентом при изья.няющихся условиях теплообмена, и вычисления температуры средц из формулы по данным измерений, .теплообмен цилиндра с хладоагентом иэменеот посредством изменения фиксируемого расстояниямежду торцовой поверхностью цилиндра и поверхностью, через которую осуществляется теплообмен цилиндра с хладоагентом, а температуру среды (Тс) определяют по формуледТдТ (Х -Х )с дТ (Х - х 1-дТ(Х-Х ) где То - температура хладоагента;д Г и дТ - разность между температурой в заданной точке цилиндра и температурой хладоагента при расстоянияхмежду торцовойповерхностьюцилиндра и поверхностьютеплообмена с хладоагентомх и х соответственно;Х- положение поверхности теплообмена, при котором разностьтемператур равна нулю.На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующего предложенныйспоссб; на фиг, 2 геометрическаяинтерпретация определения температуры среды по. формуле.Устройство, для реализации способа, содержит составной металлический цилиндр, имеющий сплошную 1 иполую 2 части, подвижную перегородку 3, преграждающую путь хладоагенту, цотенциометр 4, регистрирующийразность температур горячего и холодного концов дифференциальной термо-пары, расположенных по образующейполого цилиндра 2 по обе стороны отперегородки 3, блок 5 перемещенияперегородки 3 и регистрации ееположения,Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующимобразом.Сначала перегородку 3 вдвигаютв цилиндр до тех пор, пока показания дифференциальной термопары нестанут равными нулю. Это положениеперегородки, находящееся на расстоянии Хд от нагреваемого торца цилиндра, йринимают за начало отсчетакоординаты перемещения перегородки, т. е. при положении перегородки Х (при отсчете от нагреваемоготорца) в формулу подставляют величину Х - Х. Перегородка имеет конечную толщину, поэтому фиксируют какое-то произвольное сечение. Привыборе другого сечения изменяетсякоордината Х . После определения величины Х перемещают перегородкудискретно или с такой скоростью,чтобы в каждый данный момент измерьния поле температур всего цилиндрабыло стационарным, и регистрируютзависимость дТ = Й(х 1. Определениетемпературы среды по формуле имеетгеометрическую интерпретацию . Нафиг, 2 отложены в координатах Т, Х(с началом координат в точке Т, Хо) зафиксированные показания дифференциальной температуры и соответствующие этим показаниям положения перегородки. В точке полого цилиндра, соответствующей положению перегородки в данный момент, температура равна температуре хладоагента, т. е.Т . Поэтому отрезки дТ Х идТ Х вы 2ражают распределение температуры вполом цилиндре при положениях перегородки в точках Х и Х . Притеплообмене тела с газообразной илижидкой средой справедливы граничныеусловия 3-его рода, т, е. все прямые,выражающие в координатах Т, Х градиент температуры на торце цилиндрапри разных режимах теплообмена, пересекаются в одной точке, ординатакоторой равна температуре среды. С помощью понятиядополнительной стенкилегко показать, что продолжениевсех отрезков, выражающих распределение температур в полом цилиндре приразличных положениях перегородки, тоже пересекаются в одной точке, коор дината которой равна той же температуре среды Тс . Нахождение Т как точки пересечения продолжения отрезков,ЬТХи дТХ эквивалентно графическому решению уравнения по точкам а 30 и в (фиг. 2), Из графической интерпретации очевидно, что чем больше угол,под которым пересекаются прямые, .т. е.чем больше разница в уровнях температур цилиндра, определяемых этими пря мыми, тем выше точность определенияточки пересечения, В предложенномспособе температура охлаждаемой поверхности благодаря интенсивному ипостоянному режиму охлаждения близ ка к температуре хладоагента, а увеличение температуры в полой части цилиндра достигается увеличением термического сопротивления цилиндра приувеличении расстояния между нагреваемой и охлаждаемой поверхностями.Суще-"ственным преимуществом предложенногоспособа является то, что первичныерезультаты (зависимостьдТ = Г (х) ) получаются в удобном виде для предва"Рительной обработки перед вычислениемтемпературы среды по формуле, В реальных объектах всегда имеется некотораяфлуктация температуры среды, что приводит к разбросу точек на кривой дТ- Е(х), Сглаживание этой кривой поз"воляет исключить случайные ошибкиединичных измерений и тем самым повысить точность определения. температуры среды. Сглаживание может производиться математическими методами .60формула изобретенияСпособ опредепения высокой стационарной температуры газообразных699356 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 285289, кл. 0 01 Е 7/02, 1870,2. Теплофизические свойства и газодннамика выСокотемпературных сред. фХаука, 1972 с, 149Рив. Подписи НИИПИ Заказ 7205/44 Тираж 766 Проектная, 4 и жидких сред путем измерения распределения температуры по образующей металлического цилиндра, боковая поверхность которого теплоиэолирована, одна торцовая поверхность находится в тепловом контакте со средой, 5 а другая - с хладоагентом, при изменяющихся условиях теплообмена, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, тепло- обмел цилиндра с хладоагентом изменяют посредством изменения фиксируемого расстояния между торцовой поверхностью цилиндра и поверхностю, .через которую осуществляется тепло- обмен цилиндра с хладоагентом, а :температуру средз определяют по Формуа 1 ьх-Х)с Йт 11 хй-хО 1-ьтй 1 х 1-х 01 лиал ППП Патент, г. Ужгород температуры хладоагента.разность между температрсйв заданной точке цилиндра нтемпературой хладоагента ирнрасстояниях между торцовойповерхностью н поверхносты,.теплообмена с хладоагентомХ 1 и Х соответственно;положение поверхности теплообмена, при котором разностьтемператур равна нулю.