Оптимізація теплової підсистеми термоперетворювачів для вимірювання температури газових потоків

2022;
: с. 110 – 117
https://doi.org/10.23939/jeecs2022.02.110
Надіслано: Жовтень 15, 2022
Переглянуто: Листопад 14, 2022
Прийнято: Листопад 25, 2022

V. Fedynets, I. Vasylkivskyi. Optimization of thermal subsystem of thermo transducers for measuring the temperature of gas flows. Energy Engineering and Control Systems, 2022, Vol. 8, No. 2, pp. 110 – 117. https://doi.org/10.23939/jeecs2022.02.110

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

Похибка вимірювання температури газових потоків контактними методами складається із двох основних складових: 1) похибки, що виникає в процесі вимірювання фізичної величини, в яку перетворена температура (похибка засобів вимірювання); 2) похибки, що виникає в процесі перетворення температури у вимірювану фізичну величину з допомогою термоперетворювача (ТП). Ця складова похибки має повністю тепловий характер і визначається умовами теплового балансу між досліджуваним газовим потоком і ТП та має найбільший вплив на загальну похибку вимірювання. Вона визначається сукупною дією таких чинників: тепловіддачею через випромінення до термоперетворювача або від нього; тепловідведенням від термоперетворювача за рахунок теплопровідності; перетворенням частини кінетичної енергії газового потоку в теплову в пристінному шарі, що оточує термоперетворювач; конвективним перенесенням тепла із пристінного шару до чутливого елемента термоперетворювача. Відмітимо також, що якщо температура газового потоку є нестаціонарною, то за рахунок власної теплоємності термоперетворювача він не встигає реєструвати змінну в часі температуру потоку. За рахунок цього під час вимірювання нестаціонарних температур виникає динамічна складова похибки вимірювання. В статті проведено дослідження складової похибки, що визначається умовами теплообміну між газовим потоком і термоперетворювачем.

  1. V.O. Fedynets, J.P. Yusyk, I.S. Vasylkivskyi. (2019) Analysis of temperature measurement errors by contact thermo transducers // Materials of the VI International scientific and technical Internet conference "Modern methods, information, software and technical support of management systems of organizational, technical and technological complexes", November 20, 2019 [Electronic resource] - K: NUHT ,.- p.278. Access mode: http://nuft.edu.ua/page/view/konferentsii ISBN 978-966-612-234-9.
  2. Moffat R. J. (1962) Gas Temperature Measurement // “Temperature, Its Measurement and Control in Science and Industry”, Vol.III, Part 2. -N.Y.: Reinhold Publ. Corp, 1962. – 321 p.  
  3. Lutsyk, Ya. T., Huk, O. P., Lakh, O. I., & Stadnyk, B. I. (2006). Temperature measurement: theory and practice. Lviv: Beskyd Bit Publishers, 2006.- 560 p. (in Ukrainian).
  4. V. Fedynets, I. Vasylkivskyi, Y. Yusyk. Optimization of gas dynamical subsystem of transducers for measurement of gas flow temperature. Energy Engineering End Control System, V.2, No.2, 2016, p. 43–48.
  5. E.P. Pistun, V.O. Fedynets. (2010)/ Minimization of the component error from heat exchange due to radiation during temperature measurement of gas flows // "Metrology and devices" No. 6, 2010. - p. 34-37. (in Ukrainian).
  6. Yaryshev N. A. Theoretical principles of measurement of non-stationary temperatures. Energoatomizdat. L., 1990, 254 p. (in Russian).
  7. Thermoelectric temperature transducers. Part 1. Performance specification and tolerance of the electromotive force (EMF): DSTU EN 60584-1:2016 (EN 60584-1:2013, Idt). – [Effective 2016–11–01]. – Kyiv: State Committee of Ukraine for Technical Regulation and Consumer Policy, 2016. – 90 p. - (National Standards of Ukraine). (in Ukrainian)
  8. Tsyryulnikov, I.S., Komarov, V.I., Maslov, A.A. Measurement of the gas flow stagnation temperature by the method of two identical thermocouples in the short-duration aerodynamic facilities // Flow Measurement and Instrumentation, 2021, V. 77 article number 101863, DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2020.101863.