Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 60

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 60)

Вследствие неполного торможения потока температура Тв, термоприемника будет отличаться и от температуры торможепйя Т„при этом Т ( Т„,, ( Т,. Температура Тм, термоприемника зависит от условий взаймодействия термоприемйика и потока, на нее оказывает влияние передача тепла теплопроводностью между отдельными элементами термоприемннка н если при этом учесть, что на зти процессы оказывает влияние теплообмен излучением с окружающей средой и окружающими предметами, тогда можно получйть представление о том комплексном процессе, который определяет температуру Т,, термоприемннка.

здесь а — скорость распространения звука в газовом потоке при термодинамической температуре Т, и/с: а = ~ГЯТ, (6-5-7), или (6-5-9) 2ср Из этих выражений имеем: Т = Т, — гоз~2с,„; (6-5-10) Т =Т,+(1 — г) оз/2С . (6-5-1!) С учетом (6-5-5) уравнение (6-5-10) принимает вид: — = 1+ г — Мз. тлт й — ! з т Таким образом, при известном значении г можно, зная скорость газового потока о (или М и А) и температуру Тж„по уравнению (6-5-10) или (6-5-12) определить термодинамическую температуру Т, а на основании выражения (6-5-11) подсчитать значение Т,.

Следует указать, что чем выше и устойчивее ком)фициент восстановления г, тем лучше качество термоприемника. Термоприемник является практически пригодным для измерения температуры газового потока большой скорости только в том случае, если его коэффициент восстановления в широких пределах изменения чисел Маха и Рейнольдса сохраняет постоянное значение. Зкспсрвмеатальные исследования по создавгво различных конструкций термопрпсмников и оьределенщо нх коэффициентов восстановления в зависимости от основных режимных параметров М, Ке, Рг и А проводились различными авторами 134, 33, зб!. (6-5-12) Для реального термоприемиика по аналогии с уравнением (6-5-6) можно ввести понятие коэффициента восстановления г термоприсмника (6-5-8) Т вЂ” Т ое 2ся Рис.

6.3-1. Продочьно обтекаемый термоприемвик с шарооб- рззиой камерой торможения. Бачыпой практический интерес для целей постоянного контроля температуры и экспериментальных исследований представляет продольно и цоперечно обтекаемые термоприемники с камерой торможения. Зта камера позволяет осуществлять торможение патока во-внутренней проточной ее части, т. е. где расположен чувствнтсльиый элемент термоприемника. Коэффициент восстановления термоприемвнков этого тапа, как показали экспсрнмсвтальпыс исследования, проведенные Н.

В. Илюхиным, В. П. Преображенским, Н. П. Буниным, Г. М. Кудрявцевым, Б. М. Крассом, А. П. Успенским и др., сохраняет постоянное значение и пе зависит в широких пределах от чисел М и Ке. Сдала "аз~ -Гб~ -Ю~ З таа Ха~ ХД~ Рис. 6-5-4. Зависимость г от угла атаки сг ддя термоприсмника, показанного на рис. 6-5-3. Рис. 6-5-3.

Продольно обтекаемый термоприемпик с цилиндрической камерой торможения [д.—" 2,5 —: 5 мм, 1 = 16 —: 20 мм). обтекаемой камерой торможения. Значения коэффициента восстановления г = = 0.97 —:-0,98 у термоприемпиков с продольно обтекаемой камерой торможении сохраняются и при сверхзвуковых скоростях течения до чисел М = 8 в потоках газа низкой плотности.

При измерении температуры дозвуковых и сверхзвуковых потоков необходимо соблюдать те жз правила установки термоприемников, что и при измерении температуры в газовом потоке «умеренной» На рнс. 6-5-1 показан продольно обтекаемый термоприемпик с шарообразной камерой торможения диаметром 7 мм. Вентиляционные отверстия выполнены диаметром 0,9 мм. Во внутре|мой проточной части камеры торможения расположен рабочий конец [спей) ъпдь-копстаптанового термоэлектрического термометра с диаметром термоэлектродов 0,3 мм. По данным Н. В. Илюхина [36), коэффициент восстиювлепия г этого термоприемника сохраняет постоянное значение, равное 0,98.

При определении коэффициента восстановления термоприемника охвачена область значений М от 0,3 да 0,75 и Ке от 51 800 до 193 500. Ниже рассмотрим некоторые типы термоприемников с камерами торможения из числа исследованных под руководством автора на установке с внутренним диаметром ш экспериментального участка, равным 100 и 150 им. Экспериментальные исследования проводились в потоке воздуха и газа [продуктов сгорания жидкого топлива) при температурах от 20 до 600'С. На рис. 6-5-2 показан поперечпо обтекаемый термоприемник с камерой торможения и двумя вентиляционными отверстнями.

Рабочий конец хромель-алюмелевого Слазя термоэлектрического термометра расположен в протошой части камеры между передним я задним отверстиями. При дозвуковых скоростях течения коэффициент восстановления термоприемника г = 0,94 в широких пределах изменения чисел М и Ке. Расслютрим продольно обтекаеыый термоприемиик с е но о~„',кас»1 й камерой р ож ия, показа ый а рис. 6-5-3.

тер опрнемпнк имеет цилиндрическую камеру торможения, открыт ю со стороны набегающего потока. В степке камеры торможения за рабочим концом хромель-алюмелевого мерой то можепия. термоэлектрического термометра имеются четыре боковых отверстия. Коэффициент восстановления термоприеыника этого типа в широких пределах не зависит от М и Ке и имеет устойчивое зна 1епие, т. е. г = 0,975 +- 0,005. Изменение угла атаки в пределах -~-20' не оказывает влияния на коэффициент восстановления [рис. 6-5-4).

Зксперимептальные исследования, проведенные различными авторами, показывают, что термоприемники с продольно обтекаемой камерой торможения имеют более высокий коэффициент восстановления, чем термоприемники с поперсчно скорости. Выводы, сделанные выше относительно уменьшения методических погрешностей, сох~ анюот свою силу и в случае измерения температуры в потоке большой скорости.

При применении для измерения температуры в потоке газа большой скорости термоприемников с камерой торможения методическая погрешность за счет теплообмена излучением будет играть меньшую роль, так как стенка камеры по существу является экраном, а следовательно, защитой от теплообмена излучением.

Следует также отметить, что для потока большой скорости коэффициент теплоотдачи значительно больше, чем для потока «умеренной» скорости. 6-6. Иамерение температуры поверхности и внутри тела Измерение температуры поверхности тела. Для измерения температуры поверхности тел в промышленных условиях и при проведении научных исследований широко применяют различые конструкции поверхностных термоэлектрических термометров. В отдельных случаях для измерения температуры поверхности используют металлические или полупроводниковые термометры сопротивления специальных конструкций. На тепловых электростанциях для контроля за температурным режимом отдельных узлов агрегатов (например, металла барабана, выходных коллекторов пароперегревателей, отдельных змеевиков пароперегревателя и отдельных точек паропроводов парогенераторов) применяют только поверхностные термоэлектрические термометры.

При измерении температуры поверхности необходимо иметь в виду, что термоприемник может нарушать первоначальное распределение температур в контролируемом объекте. Вследствие этого при неблагоприятных условиях измерения может иметь место методическая погрешность и температура чувствительного элемента термоприемника будет отличаться от действительной температуры поверхности тела. Методическая погоешность измерения температуры поверхности тела зависит от ряда причин.

Основными являются отвод или подвод тепла по термоприемнику вследствие теплопроводности, теплообмен термоприемника с округкающей средой и возможное изменение условий теплообмена поверхности тела со средой. Точность измерения поверхностной температуры зависит также от конструкции термоприемника, способа его монтажа на поверхности объекта, точности вторичного прибора и условий измерения. При измерении температуры поверхности чувствительный элемент термоприемника должен иметь хороший тепловой контакт с поверхностью объекта.

Термоприемник не должен вызывать в месте измерения изменений температуры как вследствие отвода от него или подвода к нему тепла, так и вследствие изменения тепло- обмена поверхности с окружающей средой. На рис. 6-6-1 показаны Различные способы измеоения температуры поверхности нагретого тела с помощью термоэлектрических термометров. Наиболее небла- гоприятный вариант установки термоэлектрического термометра показан на рнс. 6-6-1, а. В этом случае термоэлектроды термоприемника отводят тепло как от рабочего конца, так и от той части поверхности, температура которой должна быть измерена. Поэтому такой способ установки не может быть рекомендован.

При проведении научных исследований рассмотренный способ установки термоэлектрического термометра применяют, но в этом случае термоэлектроды снабжают подогревателем для компенсации теплоотвода 1271. В целях уменьшения влияния теплоотвода иногда увеличивают поверхность соприкосновения рабочего конца термоэлектрического термометра, припаивая к нему тонкую металлическу1о пластину из материапа с большим коэффициентом теплопроводности. Если в этом случае термоэлектрический термометр устанавливается перпендикулярно поверхности тела (рис. 6-6-1, б), то утечка тепла будет такой же, как и в первом случае.

Однако количество тепла, отдавае- Рнс. 6-6-1. Првпцвпнальпыв схемы установки тсрмоалектрнеесккх термометров на поверхности. У вЂ” термозлектрохм термозлектриееското термометра, оокрмтме змальм: 2 — рабоеня конел: 3 — металлянесная оластянка, соединенная с рабским нояоом; е — яонерянасть. темосраттра котороа измеряется. а) 6) ф~ мое каждой отдельной точкой поверхности соприкосновения, уменьшится вследствие наличия пластины, увеличивающей площадь соприкосновения.

Благодаря этому охлаждение в месте соприкосновения пабочего конца с поверхностью значительно уменьшится по сравнению с первым случаем, но все же методическая погреш'ность полностью пе будет устранена. Для уменьшения погрешности за счет теплоотвода до минимума термоэлектрический термометр рекомендуется устанавливать на поверхности тела по схеме рис. 6-6-1, в. Здесь термоэлектроды прокладываются на поверхности на длину не менее 150 — 200 их диаметров.

Характеристики

Список файлов домашнего задания