ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статические и динамические характеристики приемных преобразователей из "Динамические контактные измерения тепловых величин " Важнейшей статической характеристикой приемного преобразователя является его температурное поле. Знать эту характеристику необходимо для выбора расположения термоприемников в неконтактных приборах, конструкции держателей нитей в термоанемометрах и для анализа переходных процессов. [c.94] Если преобразователь установлен перпендикулярно направлению потока, то поле будет симметричным (кривая 1) относительно середины преобразователя (рис. 52, а). [c.94] При увеличении скорости потока температура нити уменьшается во всех точках, за исключением точек крепления, где она остается без изменения и равна (кривая 2). [c.94] Значения средней и максимальной избыточных температур нити могут быть определены по следующим формулам [76]. [c.94] Здесь Р = —---количество тепла, выделившееся при протекании тока / по нити с удельным сопротивлением р и поперечным сечением F = —А = and--Р — температурный коэффициент сопротивления а и X—коэффициенты теплоотдачи и теплопроводности нити. [c.94] что я = 0. При этом во всех точках 01 = . [c.95] Скорость перестройки температурного поля определяется теплофизическими свойствами нити и коэффициентом теплоотдачи. [c.95] При направлении потока вдоль оси нити поле температур становится несимметричным (кривая 2), а температура во всех точках уменьшается (рис. 52, б). [c.95] Приведенное математическое описание температурного поля в установившемся режиме дает лишь приблизительное качественное представление о нем. [c.96] До настояш,его времени еш е нет достаточно точных решений, на основании которых можно было бы получить достоверную картину поля температур. Это затруднение частично преодолевается в [42, 103] путем использования аналитических решений [20, 32] с подстановкой в них так называемых модифицированных (условных) значений критерия Ыи и коэффициента теплопередачи к окружающей среде, определяемых, в свою очередь, на основании экспериментов. [c.96] Таким образом получают градуировочные графики, соответствующие определенной точке установки термоприемника вблизи нагревателя, для случая, когда измерительный участок не изолирован от основной части трубопровода (рис. 53, а). [c.96] Если проволочный нагреватель намотать на вставку, изолированную от остального трубопровода, то температурное поле будет компактным для потоков любых веществ. Это может обеспечить повышение статической чувствительности и снижение инерционности преобразователя (рис. 53, б). [c.96] Важнейшими динамическими характеристиками измерительного прибора являются его полоса пропускания частот и фазовая характеристика. [c.96] На практике часто требуется расширить частотную характеристику прибора. Наиболее радикальным средством удовлетворения этого требования является применение замкнутых систем измерения или систем с постоянной температурой (сопротивлением) нити. Возможности улучшения динамических свойств термоанемометра при переходе к замкнутой системе заложены как в процессе теплообмена, так и в самой системе с обратной связью. [c.97] При изменении скорости потока в термоприемнике происходит изменение температуры по радиусу. Следствием этого являются неустановившийся режим теплопередачи и неравномерность выделения тепла по сечению. [c.98] В настоящее время известно большое число термоанемометров со статическими системами [42, 86, 38, 87]. [c.98] Рассмотрим динамику нити, нагреваемой электрическим током и расположенной в неограниченном пространстве. Сделаем следующие допущения коэффициент теплоотдачи не зависит от температуры, т. е. потери на излучение пренебрежимо малы по сравнению с количеством тепла, рассеиваемого за счет теплопроводности среды и теплоотвода к держателям температуру держателей 0 примем равной температуре окружающей среды (рис. 55). [c.98] Примем обозначения Р, р , Р, с, 7 — соответственно площадь поперечного сечения, удельное электрическое сопротивление при 20° С, температурный коэффициент сопротивления, теплоемкость и плотность нити Р — количество тепла, выделяемое нитью с единичной длиной при нагреве ее током / 9 = / — о — избыточная температура нити. [c.98] Граничные условия имеют вид при О и л = / 0 = 0 при = О 9 = 0. [c.99] В этом случае все тепло рассеивается через боковую поверхность. [c.99] Вернуться к основной статье