7.7. Приборы для измерения температур
Жидкостные термометры.
Работа жидкостных термометров основана на изменении объема жидкости при изменении температуры. В качестве рабочих жидкостей применяют: ртуть, толуол, этиловый спирт и некоторые другие.
Жидкостные термометры в испытаниях СУ применяются для измерения температуры окружающей среды, воздуха и жидкостей в трубопроводах, а также для контроля состояния других приборов.
Широкое применение жидкостных термометров объясняется рядом преимуществ, которыми они обладают: широкий диапазон измеряемых температур (-200…+1200ºС), простота в обращении, высокая точность, отсутствие специальных источников питания и дополнительных приборов измерения. К недостаткам относятся невозможность измерения температуры в точке поверхности или объеме, чувствительность к ударам и вибрациям, невозможность непосредственного измерения разности температур, значительная инерционность, невозможность дистанционной передачи измерений.
Термометры электросопротивления – это приборы, в которых для измерения температуры используется свойство металлов при нагревании или охлаждении изменять электрическое сопротивление. Чувствительным элементом в таком термометре является проволока, которая наматывается на изолирующий каркас (стекло, фарфор) и вместе с ним помещается в корпус, защищающий чувствительный элемент от механического и химического
воздействий окружающей среды.
Термометры электросопротивления применимы в широком диапазоне температур, при этом обеспечивают высокую точность измерения, обладают дистанционностью передачи и возможностью автоматической записи результатов измерения.
К недостаткам таких приборов относятся: необходимость в источнике питания, большая инерционность, невозможность измерения температур в точке, погрешности, вносимые изменением сопротивления соединительных проводов под воздействием температуры.
Термоэлектрические пирометры (термопары). Принцип работы термопары основан на том, что в цепи, составленной из двух разнородных проводников, возникает электрический ток, если места соединения проводников имеют разную температуру. Силы, вызывающие этот ток, называются термоэлектродвижущимися силами.
Величина электродвижущей силы в общем случае может быть различной при одинаковой разности температур в зависимости от их абсолютных значений. Эта зависимость будет однозначной только в том случае, если температуру одного из соединений поддерживать постоянной.
Конец термопары, помещаемый в измеряемую среду, называют рабочим. Конец, температуру которого поддерживают постоянной, называют свободным. Обычно свободный конец помещают в среду с температурой тающего льда (ОС). До начала измерений у термопар снимают градуировочную характеристику, в процессе градуировки рабочий спай термопары последовательно нагревают до различных температур и определяют термоэлектродвижущую силу.
По материалу проводников, применяемых в термопарах, их можно разбить на две группы: термопары из благородных и термопары из неблагородных металлов.
Из первой группы наиболее широкое применение нашли термопары платинородиевые - платиновые и платиноиридиевые – платиновые. Они применяются для регистрации высоких температур (до 1600ºС) при исследовании процессов горения основных и форсажных камер сгорания.
К недостаткам платиновых термопар следует отнести: малые величины развиваемых при измерении термоэлектродвижущих сил (в связи, с чем требуется высокочувствительная электроизмерительная аппаратура); значительное удельное электросопротивление, а также высокая стоимость.
Основные достоинства термопар второй группы – доступность и относительно низкая стоимость термоэлектродного материала. Благодаря этому электроды можно делать существенно большей толщины (если при измерениях не имеет значения инерционность показаний), что увеличивает механическую прочность и снижает электросопротивление электродов. Основными разновидностями термопар второй группы являются хромель-алюмелевая и хромель-копелевая термопары. Недостаток этих термопар – относительно невысокая рабочая температура (порядка 1000ºС). Для
измерения более высоких температур применяются платинородиевые и другие термопары, которые размещаются в охлаждаемых корпусах и позволяют измерять температуры до 1800С и выше.
ТермоЭДС в термоэлектрическом пирометре измеряют милливольтметром или потенциометром. Милливольтметры, выпускаемые промышленностью, имеют шкалу, градуированную в градусах и милливольтах. Каждый милливольтметр предназначен к использованию в комплекте с определенной термопарой. Измерение термоЭДС с помощью потенциометра основано на уравновешивании измеряемого напряжения известным напряжением. Погрешность измерений не превышает ±1%.
Термоиндикаторные краски – химические вещества, изменяющие свой цвет при нагреве выше определенной температуры и сохраняющие его затем при охлаждении. Указанное свойство используется при определении температур деталей двигателя. Набором термоиндикаторных красок можно измерять температуры от 40 до 1100ºС с удовлетворительной степенью точности, а также получать распределение температур по поверхности. Перед экспериментом образцы красок наносят на детали, которые нагревают в электропечи до различных температур и фиксируют температуры перехода и получаемые оттенки.
В дальнейшем они используются для расшифровки результатов экспериментов.
Термоиндикаторные краски регистрируют максимальную температуру во время опыта, поэтому выход на исследуемый режим не должен сопровождаться забросом температур.
Метод измерения температуры с помощью термоиндикаторных красок обладает рядом преимуществ: не нарушается целостность детали, условия теплообмена с окружающей средой; возможно применять на вращающихся деталях; не требуется специальное измерительное оборудование; краски просты в применении и механически прочны. Недостатки метода – он не позволяет измерять температуру деталей на переменных режимах и распределение температур в глубине материала.
- Испытания и обеспечение надежности газотурбинных двигателей
- Оглавление
- 1.1. Испытания как средство обеспечения надежности гтд.
- 1.2. Виды работ и программы по созданию надежных гтд.
- 1.3. Структура работ по обеспечению надежности гтд.
- 1.4. Испытания на надежность.
- 3. Объект испытания на надежность.
- 2.1. Режимы работы гтд
- Реверсивные режимы работы
- Неустановившиеся режимы работы гтд
- 2.2. Категории и виды испытаний гтд Категории испытаний Предварительные испытания гтд
- Приемочные испытания гтд
- Ведомственные испытания
- Сертификационные испытания
- Приемо-сдаточные испытания
- Периодические испытания
- Типовые испытания
- Эксплуатационные испытания
- По месту и условиям проведения испытаний
- По определяемым характеристикам объекта
- 2.3.Этапы и виды работ при создании двигателей
- Производство
- 2.4. Испытания проводимые на этапе нир
- 2.5. Испытания гтд проводимые на этапе окр
- 2.6. Испытания проводимые на этапе серийного производства
- 3.1. Правила испытаний и приемки гтд Общие положения
- 3.2. Испытания по определению параметров и характеристик гтд
- 3.3.Основные положения методики обработки резуль-татов испытаний и определения характеристик гтд
- - Полное давление воздуха на входе в рмк, абсолютное
- - Температура воздуха на входе в рмк
- Применение методики обработки результатов испытаний для гтд
- Значения функции давления насыщенного водяного пара по температуре
- 3.4. Основные положения методики приведения основных параметров гтд к стандартным атмосферным условиям
- 3.5. Испытания по определению и проверке прочност-ных характеристик гтд.
- 3.6. Испытания по определению ресурсных характеристик гтд
- 3.7. Специальные испытания гтд
- Типы задач, решаемых при испытаниях двигателей.
- 4.1. Структура испытательной станции
- 4.2. Испытательные стенды, основные требования, схемы
- Двигатель для испытаний
- 4.3. Летные испытания, типовые летные испытания, особенности и основные требования, летающие лаборатории
- Типовые летные испытания гтд
- 4.4. Общие сведения и требования к летающим лабораториям.
- 5.1. Принципы подхода к подготовке программы испытаний гтд.
- 5.2. Особенности испытаний дтрд
- 5.3. Особенности испытаний трдф
- 5.4. Особенности испытаний гтд с реверсом тяги
- 5.5. Особенности испытаний гтд с отклоняемым векто- ром прямой тяги.
- 5.6. Особенности испытаний турбовальных и турбовинтовых гтд, эквивалентная мощность, требования к стендам.
- 5.7. Особенности испытаний пврд
- 6.1. Испытания компрессора (вентилятора)
- 6.2. Испытания основной камеры сгорания
- 6.3. Испытания турбины
- 6.4. Испытания систем автоматического управления (сау)
- 6.5. Исследования шума, генерируемого компрессором и соплом двигателя.
- 6.6. Испытания редукторов
- 6.7. Испытания стартеров
- 6.8. Испытания насосов и форсунок
- 6.9. Испытания топливорегулирующей аппаратуры
- 7.2. Обработка параметров, измеренных в процессе испытаний.
- 7.3. Общие сведения об измерениях и приборах для измерений
- 7.4. Измерение давлений
- 7.5. Приборы для измерения давлений
- 7.6. Измерение температур
- 7.7. Приборы для измерения температур
- 7.8. Измерение расхода топлива
- 7.9. Приборы для измерения расхода топлива
- 7.10. Измерение расхода воздуха
- 7.11. Измерение скорости потока жидкости и газа Определение величины скорости потока
- 7.12. Измерение крутящего момента.
- 7.13. Измерение частоты вращения
- 7.14. Измерение вибраций
- 7.15. Измерение напряжений в элементах гтд
- 7.16. Методы контроля состояния и обнаружения дефектов в ходе испытаний гтд
- 8.2. Измерительно-вычислительный комплекс (ивк)