Оптимізація газодинамічної підсистеми перетворювачів для вимірювання температури газових потоків

2016;
: c. 43 – 48
https://doi.org/10.23939/jeecs2016.02.043
Надіслано: Листопад 11, 2016
Переглянуто: Грудень 12, 2016
Прийнято: Грудень 26, 2016

V. Fedynets, I. Vasylkivskyi, Y. Yusyk. Optimization of Gas Dynamical Subsystem of Transducers for Measurement of Gas Flow Temperature. Energy Eng. Control Syst., 2016, Vol. 2, No. 2, pp. 43 – 48. https://doi.org/10.23939/jeecs2016.02.043

1
Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Національний університет “Львівська політехніка”

Основні види похибок, які мають місце в процесі вимірювання температури газових потоків (в тому числі і потоків енергоносіїв) визначаються умовами теплового балансу при взаємодії чутливого елемента перетворювача температури (ПТ) з газовим потоком через конвекцію, випромінювання та теплопровідність. Необхідно враховувати також обмежені можливості ПТ без запізнення слідкувати за змінами температури потоку. При великих швидкостях газового потоку (більше 50 м/с має місце також похибка, обумовлена перетворенням частини кінетичної енергії потоку в теплову (так звана “швидкісна” складова похибки). Повне аналітичне дослідження сумісного впливу всіх основних чинників на загальну похибку вимірювання температури газового потоку конкретним ПТ практично неможливе, оскільки деякі залежності, що описують характер впливу того чи іншого чинника, можуть бути визначені тільки експериментально. Тому на практиці аналізують кожний вид похибки окремо з припущенням, що решта її видів відсутні, а загальну похибку вимірювання розглядають як суперпозицію окремих видів похибок. Для зручності проведення аналізу ПТ представлено у вигляді окремих елементарних ланок зі своїми складовими похибки. ПТ для вимірювання температури газових потоків представлено у вигляді трьох послідовно з’єднаних ланок: газодинамічної, теплової та електричної. Газодинамічна підсистема перетворює термодинамічну температуру Т(τ) газового потоку на вході ПТ в температуру гальмування ТПТ(τ) на вході в термочутливий елемент і характеризується “швидкісною” складовою похибки. Визначальною характеристикою газодинамічної підсистеми є коефіцієнт відновлення ПТ. Тому в статті розглянуто способи та засоби для забезпечення постійності коефіцієнта відновлення.

  1. Vickers, P.T. (1964) Proper Probes Keep Thermocouples Reading True // SAE J, 2(12), 54 – 57.
  2. Vas, I.E. (1972) Flowfield Measurements Using a Total Temperature Probe at Hypersonic Speeds // AIAA J, 10(3), 317-323. http://dx.doi.org/10.2514/3.50093.
  3. Hukhman, А.А., and Iliukhin, N.V. (1951) Fundamentals of the Theory of Heat Transfer at High Speed Gas Flow, “Mashgiz” Publ. in Moscow, 226 p. (in Russian)
  4. Fedynets,V.O. (2007) Principles of Design and Technological Optimization of High Speed Gas Flow Temperature Transducers, Lviv Polytechnic National University Proceedings, Automation, Measurement and Control, 574, 111-115. (in Ukrainian)
  5. Fedynets,V.O. (2007) Mathematical Model of the Gas Dynamic Subsystem of Gas Flow Temperature Transducers, Abstracts of the 15th International Metrology Seminar, Methods and Techniques of Signal Processing in Physical Measurements (Lviv-Rzeszów), 21 p.
  6. Moffat, R.J. (1962) Gas Temperature Measurement; Temperature, its Measurement and Control in Science and Industry / Editor-in-Chief Charles M. Herzfeld, Reinhold Publishing Corporation in NY, 3(2), 553-571.
  7. Preobrazhenskiy, V.P. (1978) Thermal Engineering Measurements and Devices, “Energy” Publ. in Moscow, 704 p. (in Russian)
  8. Loitsyanskii, L.G. (1973) Mechanics of Liquids and Gases, “Nauka” Publ. in Moscow, 904 p. (in Russian)