Устройство для измерения высоких температур

Устройство для измерения высоких температур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и) 550542

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.0).72 (21) 1734924/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 16.05.77 (51) М. Кл в G 01К 7/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 536.5(088.8) (72) Автор изобретения

И. П. Пелепейченко (71) Заявитель

Харьковский авиационный институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕИИЯ ВЫСОКИХ

ТЕМП ЕРАТУР

Изобретение относится к области приборов теплового контроля.

Известны устройства для измерения высоких температур низкотемпературными термоприемниками (1).

Из известных устройств для измерения высоких температур наиболее близким по своей технической сущности является устройство, одни из термоэлектродов которого выполнены в виде трубки, снабженной на одном конце холодильником.

Однако недостатками известных устройств являются либо сложность, либо невозможность учесть условия теплообмена между газом и термоприемником и, следовательно, малая точность измерения.

Для повышения точности измерения в предлагаемом устройстве вторые термоэлектроды установлены на обоих концах трубки и в средней ее части, а сама трубка свернута в виде плоской спирали.

На фиг. 1 показано описываемое устройство, состоящее из трубки, являющейся основным термоэлектродом. По длине трубки размещены три термопары 1, 2, 3, термоэлектроды которых пропущены внутри трубки 4 и заделаны в стенку трубки.

Торец трубки 4 закрыт, а сама трубка со стороны термопары 3 подвергается интенсивному охлаждению, для чего применено охлаждающее устройство 5, через которое пропускают охладитель. Для уменьшения габаритов устройства трубку можно свертывать в виде плоской спирали.

Для пояснения работы устройства рассмотрим стержень (фиг. 2), находящийся в потоке газа, получающий теплоту от газа с боковой поверхности и отдающий теплоту с одного торцового конца. Обозначим позициями 1, 10 2, 3 точкп на стержне, в которых производят измерение температуры. Будем отсчитывать все температуры от температуры точкп 3, которую прижимают за условный нуль.

)5 Распределение температуры вдоль стержня описывается уравнением:

В И(Х)+В (1) дХа

20 где U — температура, отсчитываемая от температуры точки 3;

Х вЂ” относительная координата длины, t — температура газа, отсчитываемая от температуры точки 3, 25  — критерий подобия

 = —

V а — коэффициент теплоотдачп на поверх30 ности стержня;

55О542

1 — длина стержня;

Х вЂ” коэффициент теплопроводности материала стержня;

К вЂ” площадь поверхности, соприкасающейся с газом; — объем, занимаемый материалом стержня на длине l.

Для точки 1 Х1 — — О, для точки 3 Хз — — 1, Граничными условиями являются:

=Ю; иД,,=О. (2) дХ х,=о

Решение уравнения (1) при условии (2): (3) U,=/ 1 —— (4) и вх2 (5) где Х2 — координата точки 2, она известна.

Уравнения (4) и (5) дают систему, в которой два неизвестных — температура газа V u

Формула (3) дает закон распределения температур по стрежню в зависимости от температуры газа t и координаты длины стержня Х, причем t мы расс,матриваем как параметр.

В результате измерения получаем температуры в точках 1, 2, 3, по которым находим U, U2. Тогда на основании уравнения (3) можно записать уравнения для точек 1 и 2;

4 критерий подобия В. Система легко решается, делим уравнения (4) иа (5):

U) chB — 1

6) — Ф (6

U chB — сйВХ„, откуда находим В. Затем из уравнения (4) находим t.

Процесс определения температуры газа предлагаемым устройством складывается из следующих операций:

1. Измерение температур в точках стержня

1, 2, 3.

2. Нахождение температур Уь U2.

3. Определение критерия В по уравнению (6).

4. Определение температуры, газа 1 по уравнению (4).

Устройство предназначено для измерения термопарами в газе, плазме температур, превышающих максимальную рабочую температуру термоприемника.

Формула изобретения

Устройство для измерения высоких температур, один из термоэлектродов которого вы25 полнен в виде трубки, снабженной на одном конце холодильником, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, вторые термоэлектроды установлены на обоих концах трубки и в средней ее части, а

30 сама трубка свернута в виде плоской спирали.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе.

1. Н. А. Ярышев. «Теоретические основы измерения нестационарных температур», 1967, стр. 124 — 126.

550542 фиг,1

Составитель Н. Заречина

Техред А. Камышникова

Редактор С. Хейфиц

Корректор Е. Хмелева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 923/3 Изд. ¹ 383 Тираж 847 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4, 5