ТЕРМОПРИЕМНИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к авиадвигателестроению и может быть использована для измерения температуры газового потока в газотурбинных установках.
Известен термоприемник продольно обтекаемый для измерения температуры газового потока, который содержит камеру торможения с входным и выходным каналами и термопару, расположенную в полости камеры торможения. (В.П. Преображенский «Теплотехнические измерения и приборы» издательство М.: "Энергия" 1978 год стр.254 рис.6-5-3).
Недостатком такого термоприемника является большая погрешность измерения, возникающая из-за излучения рабочего конца термопары, и передачи тепла от рабочего конца термопары (спая термопары) вдоль защитной трубки или удлинительных проводов, вследствие разности температур между стенкой камеры торможения, спаем термопары и защитной трубкой. Это связано с тем, что внешний поток интенсивно охлаждает стенку камеры торможения, то есть ее температура существенно ниже температуры торможения потока, соответственно и температуры спая термопары и защитной трубки. Указанная погрешность измерения достигает 2…2,5% от величины измеряемой температуры.
Также известна конструкция термоприемника для измерения температуры газового потока, который содержит камеру торможения с входным и выходным каналами, термопару, расположенную в полости камеры торможения и кожух, установленный вокруг камеры, и образующий с ней кольцевую полость. Выходной канал выполнен в стенках камеры торможения и кожуха. (Авторское свидетельство №847072 кл. G01К, заявл. 30.10.79 г.).
По сравнению с предыдущим термоприемником погрешности измерения несколько снижены, из-за наличия кольцевой полости. Однако, в связи с тем, что длина этой полости значительно меньше длины камеры торможения, температура всей стенки камеры изменится незначительно и будет также близка к температуре окружающего потока. В результате указанная погрешность остается достаточно большой.
Технической задачей полезной модели является приближение температуры стенки камеры торможения к температуре торможения потока, за счет чего уменьшение погрешности измерения.
Поставленная техническая задача достигается с помощью двух устройств.
Вариант 1. Термоприемник продольно обтекаемый для измерения температуры газового потока содержит камеру торможения с входным и выходным каналами, термопару, расположенную в полости камеры торможения и кожух, установленный вокруг камеры, и образующий с ней кольцевую полость. Выходной канал выполнен в стенках камеры торможения и кожуха.
Hовым в полезной модели является то, что кольцевая полость выполнена герметичной и ее длина не менее длины полости камеры торможения.
Вариант 2. Термоприемник продольно обтекаемый для измерения температуры газового потока содержит камеру торможения с входным и выходным каналами, термопару, расположенную в полости камеры торможения и кожух, установленный вокруг камеры, и образующий с ней кольцевую полость. Выходной канал выполнен в стенках камеры торможения и кожуха.
Новым в полезной модели является то, что кольцевая полость снабжена входной щелью, расположенной концентрично с входным каналом. Кольцевая полость сообщена с полостью камеры торможения через отверстие в ее стенке, которое выполнено за выходным каналом. Длина кольцевой полости не менее длины полости камеры торможения.
На прилагаемых чертежах изображены схемы заявляемых термоприемников.
Фиг.1 Вариант 1. Термоприемник продольно обтекаемый для измерения температуры газового потока содержит камеру 1 торможения с входным и выходным каналами 2 и 3, термопару 4, расположенную в полости 5 камеры 1 торможения и кожух 6, установленный вокруг камеры 1. Кожух 1 образует с камерой 1 торможения кольцевую полость 7, которая выполнена герметичной. Выходной канал 3 выполнен в стенках камеры 1 торможения и кожуха 6. Длина кольцевой полости не менее длины полости 5 камеры 1 торможения.
Термоприемник помещается в высокотемпературнъй газовый поток. Газ поступает во входной канал 2 камеры 1 торможения, в которой обтекает спай термопары 4 и нагревает ее до определенной температуры, при этом регистрируют показания термопары 1. Герметичная кольцевая полость 7, в которой в качестве теплоизолятора находится воздух, не позволяет охладить стенку камеры 1 торможения, в результате чего температура этой стенки становится близкой к температуре торможения и существенно уменьшается разница температур между спаем термопары 4, и стенкой камеры 1 торможения. Соответственно, уменьшается теплообмен между спаем термопары 4 и стенкой камеры 1 торможения и уменьшается теплоотвод вдоль спая термопары 4.
Фиг.2 Вариант 2. Термоприемник для измерения температуры газового потока содержит камеру 1 торможения с входным и выходным каналами 2 и 3, термопару 4, расположенную в полости 5 камеры 1 торможения и кожух 6, установленный вокруг камеры 1, и образующий с ней кольцевую полость 7. Выходной канал 3 выполнен в стенках камеры 1 торможения и кожуха 6. Кольцевая полость 7 снабжена входной щелью 8, расположенной концентрично с входным каналом 2. Кольцевая полость 7 сообщена с полостью 5 камеры 1 торможения через отверстие 9 в ее стенке. Длина кольцевой полости 4 не менее длины полости 5 камеры 1 торможения.
Термоприемник помещается в высокотемпературный газовый поток. Газ поступает в камеру 1 торможения и в кольцевую полость 7. В камере 1 торможения газ обтекает спай термопары 4 и нагревает ее до определенной температуры. Поток газа, протекающий по кольцевой полости 7, имеет малую скорость и не дает охладиться стенке камеры 1 торможения. В результате разность температур между стенкой камеры 1 торможения и спаем термопары 4 существенно снижается. А это ведет к уменьшению теплообмена между термопарой 4 и внутренней поверхносстью камеры 1 торможения и уменьшению теплоотвода вдоль спая термопары 4.
За счет приближения температуры стенки камеры торможения к температуре торможения потока, температура спая термопары становится очень близкой к истинному значению температуры торможения и погрешность замера этой температуры существенно снижается.