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(1)增強對流傳熱
增大對流傳熱系數(shù)h即可增強對流傳熱。熱電偶盡可能安裝在氣流速度和紊流度都比較大的地方,并使氣流垂直繞流熱電偶,以便得到較大的對流傳熱系數(shù)h。
式中 kf——氣體的導(dǎo)熱系數(shù)
d——保護(hù)套管的直徑(裸露熱電偶則為熱電偶直徑)
Nu——努塞爾特數(shù)裸露熱電偶偶絲與氣流垂直時
Nu=(0.44±0.06)Re0.5
裸露熱電偶偶絲與氣流平行時Nu=(0.085±0.009)Re0.674
式中 Re——雷諾數(shù)
由上述努塞爾特數(shù)可見,氣流垂直繞流熱電偶時h值較高,即此時氣流速度和紊流度大,雷諾數(shù)Re大,則h值高。
(2)采取保溫措施以提高腔壁溫度Tw高溫狀態(tài)下爐體的保溫程度的好壞,不僅影響傳熱效率,而且影響爐膛溫度的測量精度。
腔壁溫度Tw低,則測量誤差大。例如:用鎳鉻-鎳熱電偶測量某爐膛溫度,測得溫度為800℃,爐壁溫度為630℃,對流傳熱系數(shù)h=58.2W/(m
2K),熱電偶的熱輻射率X=0.4,按式(3)計算的爐膛的真實溫度為1057.57℃,誤差為257.57℃。
(3)采用熱輻射率低的材料作保護(hù)套管
采用熱輻射率低的材料作保護(hù)套管,可以減小輻射誤差。一般耐熱合金鋼保護(hù)套管X較小,而陶瓷保護(hù)套管X較大(1500℃時,X=0.8～0.9)。因此,可考慮不用保護(hù)套管(被測氣體中無還原氣體)。另根據(jù)有關(guān)資料查出,鉑銠-鉑
熱電偶高溫時的熱輻射率如表2所示。
由表2可見,裸露的鉑銠-鉑熱電偶高溫測量時的熱輻射率隨溫度的升高而升高。因此,高溫測量時必須考慮輻射誤差的影響,可采用ε較小的保護(hù)套管及加裝輻射屏蔽罩以減小輻射誤差。例如,加3層遮熱罩,可使輻射誤差減小75%。遮熱罩層數(shù)一般不超過3層,太多則結(jié)構(gòu)復(fù)雜,會使對流傳熱系數(shù)減小。
用粗細(xì)兩支熱電偶組合測量是指利用兩支熱電偶的示值修正指示溫度,從而得到真實溫度。修正原理如下:
式中 d2、d1——分別為粗、細(xì)兩支熱電偶直徑T2、T1——分別為粗、細(xì)兩支熱電偶測得的讀數(shù)其它符號意義同上聯(lián)立式(4)、(5)、(6),得
比較式(3)和(7),可見粗細(xì)兩支熱電偶組合測量高溫的優(yōu)點是不必知道h和X,只須測量氣體或爐膛溫度,同時還要測量爐壁溫度。
(4)采用抽氣熱電偶測量高溫抽氣熱電偶結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過抽氣提高熱電偶周圍氣流的速度,以減小輻射誤差。
測量600℃～1500℃溫度時,抽氣速度為30～120m/s。提高抽氣氣流速度可增大對流傳熱系數(shù)h,使遮熱罩的壁溫幾乎接近氣流溫度,從而大大減小輻射誤差。
(5)用粗細(xì)兩支熱電偶組合測量高溫
高溫溫度接觸法測量具有可測量物體內(nèi)部溫度分布 , 不易受煙塵、 水蒸氣等因素影響等的優(yōu)點 , 但如果測量方法不得當(dāng) , 則測量誤差較大。 本文從理論上分析了產(chǎn)生誤差的原因 ,提出了克服誤差的措施及方法 , 這對工業(yè)測量具有一定的指導(dǎo)意義。
高溫防腐熱電偶 隔爆熱電偶 鎧裝熱電偶 耐磨熱電偶
