Устройство для определения температурыгаза

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 230479 (21) 2756447/18-10 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫГАЗА Изобретение относится к температурным измерениям и может быть осуществлено при решении ряда задач,связанных с измерением температур вгорячих газах и пламенах,Известно устройство для измерениятемпсратуры горячих гаэов, в котором обеспечивается возможность исключения погрешности за счет термической инерции и потерь энергии на излучение путем применения двух термоприемников с разной интенсивностьютеплообмена с газом 11. Недостатком таких устройств явля ется то, что в них не устраняется скоростная погрешность от недовосстановления температуры термоприемника до температуры торможения и требуется знать диапазон местных чи сел Рейнольдса у термоприемников и направление местной скорости газа. Кроме того, использование двух термоприемников разного диаметра или двух раэнотипных термоприемников (иэ раз ных материалов) накладывает дополнительные требования к точности определения диаметра чувствительного элемента и к качеству его поверхнос" ти, 30 Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является устройствОдля определения температуры газа,содержащее две идентичные термопары,размещенные в проточных камерак торможения с отношением площадей большого выходного отверстия к входномув пределах 0,2-0,4. В этом устройстве возможность исключения погрешности эа счет термической инерции и потерь энергии на излучение обусЛавли-вается различной скоростью газа вкамерах торможения у каждого термо,приемника 2,Недостаток этого устройства заключается в том, что для определениятемпературы газа требуется знатьдиапазон местных чисел Рейнольдсау термоприемников и направление местной скорости газа. Цель изобретения - повышение точности определения высоких температур при нестационарных процессах.Укаэанная цель достигается тем, что в известном устройстве дополнительно введена третья камера тормо-, жения с идентичной термопарой, причем величины площадей выходных от 800693вер.",:.тий всех камер торможения сос" тавляют геометрическую прогрессию со знаменателем равный, 1,5-2,0На чертеже схематически представлено устройство.На полой ромбической держанке 1 в сверхзвуковом потоке газа установлены три одинаковых термоприемника 2 с насадкам 3, внутри насадка герметичнс установлены продольные пере городки 4, разделяющие насадок на три идентичные по объему и Форме камеры торможения, так что термоприемники 2 установлены в каждой камере одинаковым образом по отношению к стенкам камеры и направлению газа. Термоприемники (например три одинаковых хромель-алюмелевых термопары) смонтированы герметично н керамической соломке 5. В каждой из камер имеются выходные отверстия б разного диаметра, обеспечивающие разные скорости течения газа у термопар, причем отношение скоростей определяется отношением площадей выходных отверстий, величины площадей последних 25 составляют геометрическую прогрессию с заданным знаменателем. Оптимальное значение знаменателя определена экспериментально. Пронода термоприемников через полую державку 1 выводит ся к блоку 7, регистрирующему их температуру по времени, связанному с электронным сумматором 8. Поток горячего газа обтекает помещенное на державке 1 устройство с тремя термо- З 5 парами 2, установленными в каждой из трех одинако:ых отсеков насадке,Вследствие потерь энергии на излучение спаями термопар или их тер- ДО мической инерции температуры спаев термопар будут отличаться от температуры газа. В силу различия в величинах площадей выходных отверстий ско рости течения газа, а следовательно, и коэффициенты теплоотдачи у каждой из термопар, оказываются тоже различными, причем величины коэффициентов теплоотдачи также будут составлять геометрическую прогрессию, В результате этого спаи каждой из трех термопар 2 нагреваются до разных температур (каждая из них не равна температуре газа) . которые регистрируются пирометрическими блоками 7. Чтобы на показаниях термопар 2 не 55 сказывалась скоростная погрешность, скорость газа в отсеках снижается путем уменьшения площади выходных отверстий б по сравнению с входными, причем отношение площадей большого щ из выходных отверстий к входному равно 0,2-0,4. В этом случае связь между температурными показаниями термопар 2 оказывается такой, что это позволяет однозначно, без знания каких-либо других параметров, определять температуру газа по формулам,- " -".)(;11чЕЬТ 4+ 5 сд Ото )ЫПри этом, если температура газа не высока (Т1000 К), т.е, потерями энергии на излучение можно пренебречь, а термическая инерция термоприемников значительна, тоЕсли же процесс стационарный(влияние термической инерции не сказывается), а потери энергии на излучение велики (нысокие температуры газа), тог1)(ч ) ) т тПри равных площадях, входных отверстий камер торможения отношения скоростей газа н камерах определяются отношением площадей выходных отверстий 5 л, 5, 5;, которые составляют геометрическую прогрессию, т.е.лгде- знаменатель геометрическойпрогрессии.Тогда(4)Отношения скоростей газа входят в выражении (1-3). Положив их равным 1 в соответствии с (4), из формул (1-3) можно найти температуру газа, как однозначную Функцию показаний термопар Т Ти Т.ЭфФективность устройства заключается в том, что с помощью него можно более точно и просто измерять истинную температуру газа при значительных искажениях в показаниях термопар за счет термической инерции и потерь энергии на излучение. При этом в устройстве используются три одинаковых термоприемника (например, три одинаковые термопары из одинаковых пар термоэлектродов), что существенно упрощает его изготовление.Устройство может найти применение на объектах современной техники, где требуется измерять высокие температуры газа, как стационарные, так и нестационарные (промьшшенные гаэо800 б 93 формула изобретения Составитель А. БагдонасРедактор М. Недолуженко Техред А. Ач Корректор О. Ковинская Тираж 918 И Государственного к делам изобретений и осква, %-35, Раушска113035,нтф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 П вые горелки, аэродинамические трубы, стенды и Т,Д.),устройство для определения температуры газа, содержацее две.идентичные термопары, размещенные в проточных камерах торможения с отношением плоцадей большого выходного отверстия к входному в пределах 0,2-0,4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения высоких температур при нестационарных процессах, в него дополнительно введена третья камера торможенияс идентичной термопарой, причем величины площадей выходных отверстийвсех камер торможения составляют гео 5метрическую прогрессию со знаменатблем равным 1,5-2,0.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Присев Н.А, Теоретические основы измерения нестационарных темпера"тур. Л., "Энергия", 1967, с. 222-224.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2644087/10,кл. 6 01 К 7/02, 17.07,78 (прототип).