12.10. Методы и средства измерения расходов рабочих тел в гту
Измерение расхода технологического газа
Для замера расхода технологического газа устраивают специальные замерные узлы, устанавливаемые между объединениями. Поток газа разбивают на несколько параллельных веток с трубопроводами меньшего диаметра, для которого можно подобрать диафрагму.
Для
диафрагм справедлива зависимость
кг/с
где KG – коэффициент диафрагмы, который обычно известен (поскольку диафрагмы стандартные), p – перепад на диафрагме, p-полное давление в сечении 1-1 диафрагмы, Т – полная температура (Кельвин) в сечении 1-1 диафрагмы. При организации замеров диафрагмами необходимо наличие длинных прямолинейных участков. Обычно погрешность диафрагм G~1%, однако применение диафрагм с такой погрешностью при проведении испытаний недопустимо – слишком большая погрешность.
Таким образом возникает проблема определения расхода через нагнетатель. Её решают в основном двумя способами:
1. Измерение расхода газа по перепаду давления на входном конфузоре нагнетателя
Расход
определяется из зависимости: G ~
2. Использование интегрирующих трубок
Расход определяется по перепаду: ΔP= P*- PСТ ; G ~
Основное достоинства – конструктивная простота, они менее чувствительны к абразивным воздействиям. В отличии от диафрагм, интегрирующие трубки не требуют длинных прямых участков перед установкой.
Измерение больших объёмных расходов
К таким измерениям относят: расход технологического газа; расход циклового воздуха; расход выхлопных газов.
Методы измерения расхода выхлопных газов:
Интегрирование поля скоростей – рисунок 12.10.4:
Gi = pi ci Fi ; GСУММ = ∑Gi.
Недостатки: поле скоростей нужно измерять в большом количестве точек; для определения р необходимо мерить в этих точках t и P; из-за сложности промера поля скоростей точность не высока (погрешность около 20%); для повышения точности необходимо проводить составление материального баланса, учитывать утечки и добавки расхода рабочего тела, учитывать энергетический баланс.
Из переменных режимов известно ур-е Стодолы-Флюгеля (соблюдается только при дозвуковом течении):
G
~
12.11. Методы и средства измерения температур рабочих тел гту Измерение температуры рабочих тел и деталей гту
Для определения полей температур газов можно использовать тепловые зонды, а для измерения полей температур деталей ГТУ – тепловизор.
В основном измерение температуры производится: термопарами; термометрами сопротивления; жидкостными термометрами.
С помощью термопар можно мерить практически любые температуры. Широко используются следующие типы термопар :
1. Хромель – копелевая термопара (ТХК) :Хромель – сплав: Ni – 90% , Cr – 10%. Копель сплав: Cu – 56% , Ni – 44%. ТХК измеряют температуру до 400ОС. ТермоЭДС (ТЭДС) ТХК – 0.07 мВ/ОС.
2. Хромель – алюмелевая термопара (ТХА) : Алюмель – сплав Ni – 95%, Al, Si, Mn – 5%. ТХА измеряют температуру до 800ОС. ТЕДС ТХА – 0.04 мВ/ОС.
3. Термопары на основе платины : 1) Платина – платино–радий (ТПП) : - платино-радий – сплав платина – 60%, радий – 40%; ТПП применяется до 1000 ОС; ТЭДС ТПП – 0.006мВ/ ОС. 2) Платино-радий – платино-радий (ТПР) : платина(94%)–радий(6%) – платина(70%)–радий(30%); ТПР применяется до 1800 ОС; ТЭДС ТПР 0,003мВ/ ОС.
4. Термопара вольфрам – молибден - применяется до 2000 ОС.
5. Термопара вольфрам – рений - применяется до 2600 ОС.
Для температур ниже 400 ОС применяют термометры сопротивления. Они основаны на зависимости удельного сопротивления материала от температуры.. Платиновые : t = -120 ОС до 500 ОС. медные : t = -50 ОС до 100 ОС.
Дилатометрические термометры или термометры расширения. Они бывают жидкостные и газовые. В исследовательской практике применяют обычно жидкостные термометры.
Ртутные термометры : - термометры ТЛ – 4 – цена давления 0.1 оС ;
при выполнении его многоточечным).