接觸測溫方法及誤差討論-文庫吧資料
2025-05-05 07:39本頁面
【正文】 ，原則上可以采用以下措施： 27 ? (1)把測溫管和冷的管壁隔離開來，使測溫管不直接對(duì)冷管壁進(jìn)行輻射。這種情況會(huì)使測量工作完全失去意義。 例如測量 750℃ 鍋爐過熱器后面的煙氣溫度 ， 附近冷表面的平均溫度是 400℃ ， 煙氣對(duì)測溫管的對(duì)流放熱系數(shù)是 30/40/50W/(m2K)， 測溫管表面的輻射率是 ， 儀表值為 506/524/540℃ ，誤差達(dá) 244,226,210℃ 。熱輻射誤差（用熱力學(xué)溫度表示）由下式?jīng)Q定 ? 式中 為輻射散熱系數(shù) ， 其中 為全體輻射的斯忒潘 玻耳茲曼常數(shù) , 為測溫管表面的總輻射發(fā)射率； 為管內(nèi)介質(zhì)和測溫管之間放熱系數(shù)； 為管壁的熱力學(xué)溫度 。 ? 測溫管安裝部分外壁加較厚的絕熱層，減小散熱。 23 三、高溫氣體溫度測量 問題： 在測量鍋爐煙道中煙氣的溫度時(shí)，往往在測溫管安裝地點(diǎn)附近有溫度較低的受熱面，因此在測溫管表面有輻射散熱，造成測量誤差。 平行焊兩熱電極分兩點(diǎn)焊在固體表面上 ， 沒有交叉點(diǎn)離開壁面的問題 ， 所以沒有接點(diǎn)導(dǎo)熱誤差 。 當(dāng)被測表面存在溫度梯度或被測表面材質(zhì)不均勻時(shí) ， 不宜采用平行焊 。 將兩熱電極分別焊在被測表面上 ， 在兩焊點(diǎn)之間保持一段距離 （ 對(duì)于等溫導(dǎo)體表面約為 15mm） 。 交叉焊形式的導(dǎo)熱誤差要比球形焊的小些 。 ? 這時(shí)熱電偶指示的溫度與表面實(shí)際溫度有一個(gè)差值 。 21 ? 交叉焊 （ 重疊焊 ） 如圖 （ b） 所示 。為了減小這個(gè)差值，熱電極應(yīng)盡量細(xì)些，焊點(diǎn)也應(yīng)盡量小些，必要時(shí)可將焊點(diǎn)壓平。將熱電偶的球形熱端與被測表面焊在一起。 20 ? 通常用焊接方法使熱電偶的熱端固定于被測表面 ，圖所示的為三種常用的焊接形式 ， 下面從導(dǎo)熱誤差大小方面來分別討論之 。 如果壁面上方氣流的速度增大 ，則熱電極散失的熱量就多 ， 熱端的溫度改變就大；反之 ， 壁面上方氣流速度小 ， 則熱電極散失的熱量就少 ， 熱端的溫度改變也就小些 。 19 ? 當(dāng)金屬片有比較大的面積時(shí) ， 導(dǎo)走相同的熱量所需要的溫差會(huì)大大減小 ， 熱電偶熱端溫度就不致降低太多 。 ?（ c） 為等溫線接觸 ， 熱電偶的熱端與被測表面直接接觸 ， 熱電極從熱端引出時(shí)沿表面等溫線敷設(shè)一段距離（ 約 50倍熱電極直徑 ） 后引出； 18 ? 因此 ， 在相同的外界條件下 ， （ a） 的導(dǎo)熱誤差最大 ，（ d） 次之 ， （ b） 較小 ， （ c） 的兩熱電極的散熱量雖然也集中在一個(gè)較小的區(qū)域 ， 但由于熱電極已與被測表面等溫敷設(shè)一段距離后才引出 ， 散熱量主要是由等溫敷設(shè)段供給的 ， 熱端的溫度梯度比另外三種形式的要小得多 ， 所以 （ c） 的熱端散熱量最小 ，測量準(zhǔn)確度最高 。如圖所示， ? （ a） 為點(diǎn)接觸，即熱電偶的熱端直接與被測表面相接觸； 一、 熱電偶導(dǎo)熱誤差 ?（ b） 為面接觸，即先將熱電偶的熱端與導(dǎo)熱性能良好的金屬片（如銅片）焊在一起，然后使金屬片與被測表面緊密接觸； 17 ?（ d） 為分立接觸 ， 兩熱電極分別與被測表面接觸 ， 通過被測表面 （ 僅對(duì)導(dǎo)體而言 ） 構(gòu)成回路 。 但是 ， 用熱電偶測量管壁溫度和一切接觸測量方法一樣 ， 由于被測表面沿?zé)犭娕加袩崃繉?dǎo)出 ， 破壞了被測表面的溫度場 ， 熱電偶所測量的溫度實(shí)際上是破壞溫度場以后的表面溫度 ， 因此就產(chǎn)生了測量誤差 ， 下面來分析這些誤差 。 15 二、壁面溫度測量 ? 壁面溫度測量的問題在工業(yè)上遇到的比較多 ，例如 ， 火力發(fā)電廠中的鍋爐過熱器管壁溫度的監(jiān)視 ， 對(duì)大型鍋爐的安全運(yùn)行是不可缺少的 。 根據(jù)元件傳熱誤差公式， L1減小使得測溫誤差增大，為此采用高壓焊接固定錐形熱電偶。 13 ? 在電廠中測量高溫高壓主蒸汽溫度的熱電偶會(huì)遇到如下問題：由于高溫高壓氣流的沖刷，伸至管道中心處的熱電偶容易產(chǎn)生振動(dòng)斷裂事故。管道中流過壓力為 3M Pa ， 溫度為 386攝氏度的過熱蒸汽，管道內(nèi)徑為100mm， 流速為 30m/s， 12 ? 方案 4與方案 2不同的地方是測溫管沒有插到管道中心（ L1較?。?，因此誤差達(dá)到 15攝氏度，即 4%左右； ? 方案 5也是用電子溫度計(jì)測量，安裝地點(diǎn)的管道沒有絕熱層，而且溫
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