Зонд для определения энтальпии

Сфез Советских Сациаектичесних РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУц 787968(22) Заявлено 140778 (21) 2637224/18-25с присоединением заявки йф(51)м. Кл.з С 01 М 25/20 Государственный комитет СССР яо калам изобретений и открытий .(11) Заявитель Институт физико-технических проблем энергетики АН Литовской ССР54) 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 газа 1 1.В таком зонде 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 тепла- помехи через внешнюю стенку зонда. Иэ-эа значительной величины тепла- помехи по сравнению с полезным теплом чувствИтельность зонда и точность определения энтальпии получают.ся низкими. Так, например, погрешность определения энтальпии составля ет 9-12 при 3000-4000 К и 6 при 5 5 ооо к.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является зонд для определения энтальпии высокотемпературного потока газа, содержащий трубку охлаждения, внутри кото рой с зазором установлена газоотборная трубка, входное отверстие которой располаокено в конце трубки охлаждения на ее поверхности, подсоединен ную к концу трубки охлаждения трубкуотвода хладагента, измерители температуры, установленные на входе трубки охлаждения и на выходах газоотборной трубки и трубки отвода хлад агента 2 ,В таком зонде трубка охлажденияпочти в два раза длиннее гаэоотборной трубки и при измерениях пересекает весь поток газа. Поэтому через 25 наружную поверхность трубки охлаждения в зонд поступает значительно больше тепла-помехи, чем полезного тепла с пробой газа через отверстие для отсоса. Отсюда погрешности опре деления энтальпии получаются сравнительно 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 ори 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 хлад- агента. Однако уменьшать расход хлад- агента 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 А-А 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 Э 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 трубок 1, 2 н 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 входеи выходе и термопара 12 для измерениятемпературы проб газа на выходе иззонда.Сухари 5 и б соединены между собой через теплоизоляционную прокладку 13, установленную для предотвращения заметного теплообмена между 1 РДля зонда взяты трубки из нержавеющей стали и они спаяны серебрянным припоем. Площадь поперечного се чення зазора между трубками 1 и 2равна площади поперечного сечениявнутри трубки Э.Зонд работает следующим образом.Для определения знтальпии зондвводится в поток газа отверстием 4 ф навстречу газовому потоку, показанному на чертеже стрелками. В зондехладагент от штуцера 7 протекаетсначала по трубке 3, а затем потрубке 1 к штуцеру 8. Через штуцер 2 9 периодически отсасываются пробыгаза, температура которых на выходеиз зонда измеряется термопарой 12,С помощью термопар 10 и 11 измеряется перепад температур хладагента ЗЕ как при отсосе газа, так и при егоотсутствии. Кроме этого, определяются расход хладагента и расход отсасываемого газа.Зонд дает возможность получатьодинаковую точность определения энтальпии газа как на оси, так и околостенки газового канала путем изменения расхода хладагента в зависимости от величины погружения зонда впоток газа и от локальной температур ры в потоке. Испытания зонда показали повышенную точность определенияэнтальпии высокотемпературного потока газа, надежность в работе и удобство пользования зондом. Зонд в еди ничном исполнении используется приисследовании высокотемпературноготеплообмена.0 Формула изобретенияЗонд для определения энтальпиивысокотемпературного потока газа, содержащий трубку охлаждения, внутри которой с зазором установлена газо- отборная трубка, входное отверстие которой расположено в конце трубки охлаждения на ее поверхности, подсоединенную к концу трубки охлаждения трубку отвода хладагента, измери тели температуры, установленные навходе трубки охлаждения и на выходах гаэоотборной трубки и трубки отвода хладагента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точнос-ти определения, трубка отвода хлад787968 Составитель Л,Ди Техред А.Бабинец Редак Долинич ректор Г.НазароЪ каз 10 Тираж 1019ИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытийМосква, Ж"35, Раушская наб., д писно 130 иал ППП "Патент", г. Ужгород,. Ул. Проектная,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 газовМ., 1969, с. 198-208.2. Физика и техника низкотемпературной плазмы. Под общ. ред. Дрес" вана С.В., М., Атомиздат, 1972, с. 114 (прототип).