Research and analysis of rapidly changing gas flow temperatures measurement methods

Abstract

Внаслідок певного значення теплоємності чутливого елемента перетворювача температури його температура завжди відставатиме від температури газового потоку, якщо вона змінилася. Під час вимірювання змінної в часі температури потоку перетворювач також не встигає стежити за зміною температури, оскільки для зміни температури його чутливого елемента потрібен деякий час. Спотворення показів перетворювача через нестаціонарності теплових процесів як у самому перетворювачі, так і між перетворювачем і навколишнім середовищем зумовлені його тепловою інерцією. Оскільки повного уникнення інерційності реального перетворювача температур досягти неможливо, за практичних вимірювань температур газового потоку, що змінюються в часі, використовують перетворювачі, які мають деяке скінченне значення показника теплової інерції. За таких вимірювань отримувати потрібну інформацію можливо за допомогою аналізу запису самого нестаціонарного процесу вимірювання, здійснюючи прямий розрахунок температур середовища, або вносити поправку на запізнення в покази перетворювача температур. Досліджено та проаналізовано методи вимірювання швидкозмінних температур газових потоків шляхом їх прямого розрахунку та введенням поправки в покази перетворювачів температури.

The temperature of a transducer sensitive element, as a result of its heat capacity, will always lag behind the temperature of the gas flow if this temperature changes. When measuring the flow temperature that varies in time, the transducer doesn’t follow the changes in temperature immediately because its sensitive element temperature changes after some time. The distortions of the transducer readings are caused by the thermal inertia due to non-stationary heat processes in the transducers, as well as between transducer and the environment. Since complete elimination of real temperature transducer inertia is not possible, the transducers with some finite values of the thermal inertia are used at practice to measure the varying gas flow temperature. The necessary information about the flow temperature can be obtained by analyzing the record of the non-stationary measurement process. In this case a direct calculation of the flow temperature is made or a correction of the temperature transducer readings delay is made. The results of research and analysis of measurement methods of rapidly changing gas flow temperatures by the direct calculation of the flow temperature and by correcting the temperature transducer readings are presented in this paper.