7.4. Определение погрешности при установке термоприёмника

Сетевая вода с температурой на выходе двигаются по линии питательной водысо скоростью. Температура измеряется платиновым термопреобразователем сопротивления ТС 1088/1 с рабочей длиной. Защитный чехол термометра сопротивления изготовлен из стали марки 12Х18Н10Т. Эскиз термопреобразователя представлен на рис. 5.

1. Определим кинематическую вязкость, коэффициент теплопроводности, и число Прандтля при [11, стр. 22]:

2. Определяем значение критерия Рейнольдса [11, стр. 22]:

3. Находим значение критерия Нуссельта [11, стр. 22]:

4. Находим значение коэффициента теплоотдачи от среды к внутренней поверхности трубы [11, стр. 23]:

5. Теплоотдача от внешней поверхности изоляции к воздуху осуществляется за счет естественной конвекции. Так как коэффициент теплоотдачи в этом случае будет зависеть от разности температур воздуха и наружной стенки, то расчет необходимо вести методом последовательных приближений. При :,,

В первом приближении зададимся температурой наружной стенки:

Рис. 5. Эскиз установки термоприёмника.

6. Находим значение критерия Грасгофа [11, стр. 24]:

7. Находим значение критерия Нуссельта для горизонтального трубопровода [11, стр. 25]:

8. Находим коэффициент теплоотдачи от наружной стенки к воздуху [11, стр. 25]:

9. Находим приближенное значение коэффициента теплопередачи [11, стр. 25]:

- коэффициент теплопроводности материала трубопровода (сталь 12X1MФ),

- коэффициент теплопроводности изоляции (минеральный войлок).

10. Находим удельный тепловой поток [11, стр. 25]:

11. Находим приближенное значение температуры наружной стенки [11, стр. 25]:

12. Находим температуру внутренней стенки [11, стр. 26]:

7.4.1. Погрешность при измерении температуры, обусловленная отводом тепла по термоприемнику

При измерении температуры пара термоприемник устанавливают в трубопроводе и закрепляют в его стенке. При этом температура мест закрепления термоприёмника обычно отличается от температуры измеряемой среды. Вследствие этого распределение температуры по длине термоприемника будет неравномерным и из-за теплоотвода температура рабочей части термоприемника может отличаться от действительной температуры среды [10, стр. 29].

Примем допущение о том, что термоприемник представляет собой однородный стержень длиной l, один конец которого закреплен в стенке трубопровода. Температурау основания такого идеализированного термоприемника отличается от температуры рабочей части термоприемникаи температуры среды. Температурурекомендуется принять равной температуре наружной стенки.

Предположим, что в каждом поперечном сечении идеализированного термоприемника распределение температур равномерное и температура термоприемника t(x) изменяется только вдоль его оси.

Запишем уравнение, описывающее изменение температуры идеализированного термоприемника:

где - коэффициент теплопроводности материала защитного чехла теплоприемника.

Если пренебречь количеством тепла, поступающего через торец термоприемника при x=0, то

и решением уравнения будет

Из этого выражения при x=0 получаем значение погрешности, обусловленной отводом тепла по термоприемнику: