Алюмелевой термопары

Особое внимание было обращено на выравнивание теплового потока на поверхности шарового электрокалориметра. При температуре оболочки 600° С разность температур на поверхности шара при быстром разогреве с мощностью 500 Вт и отсутствии охлаждения не превышала ±6° С. Температура шаровых оболочек электрокалориметров измерялась в двух сходственных точках зачеканенными хромель-алюмелевыми термопарами и потенциометром ЭПП-09. Мощность каждого электрокалориметра измерялась вольтметрами и амперметрами класса 0,2.

стержневым способом поверхности пластин из стали Ст.З в зависимости от толщины металлических образцов, времени нанесения покрытий, расстояния между покрываемой поверхностью и соплом пистолета. Эти измерения проводились на лабораторных образцах плоской конфигурации с закрепленными на пограничной с покровом поверхности пластин хромель-алюмелевыми термопарами. Как видно из рисунка, искомые температуры не превышают 250° С, т. е. в процессе газопламенного напыления покрытий не наблюдается значительного повышения температуры покрываемой поверхности. Естественно, что значение температуры поверхности конкретной детали, помимо изложенного, будет зависеть еще и от ее конфигурации, определяющей, при прочих равных условиях, скорость охлаждения детали, но влияние этого фактора, по-видимому, будет незначительным.

Проведение термометрирования образца при неизотермическом нагружений позволило выявить градиент температур вдоль образца. Температуры измерялись малоинерционными хромель-алюмелевыми термопарами диаметром 0,2 мм, привариваемыми на рабочей части образца с интервалом 5 мм. Запись осуществлялась на приборах ЭПП-09. На рис. 5.4.5 показано распределение температур в процессе нагревов и охлаждений с частотой 0,5 цикла/мин. Видно, что с переходом от нагрева к охлаждению на рабочей длине 10 мм в середине образца знак градиента становится отрицательным. Сопоставление распределения температур при ста-

щеаия перегрева элементов установки имеют специальные каналы 5 и. 6 для водяного охлаждения, которые связаны между собой гибкими дюритовыми шлангами 7, соединенными с водной магистралью. Образец закрепляется в захватах с помощью вкладышей 8 и гаек 9, также изготовленных из жаропрочного материала. Применение сухой смазки из дисульфида молибдена в резьбовом соединении захват-гайка предотвращает схватывание в процессе работы. Закрепление нагревателя, его центрирование внутри образца, а также подвод к нему электрического тока осуществляется с помощью медных водоохлаждаемых токоподводов 10, установленных в изоляторах 11 на основании станины 12 и вводимых в захваты через выполненные в них прорези. Один из токоподводов имеет упругий элемент 13, предназначенный для компенсации температурного удлинения нагревателя. Система электрического питания последнего состоит из понижающих трансформаторов, приставки управления нагревом УПИ с мощными тиристорами Td и ТС2, а также регистрирующего потенциометра КСП-4 с платино-родий-платиновой или хромель-алюмелевыми термопарами, привариваемыми точечной сваркой к поверхности образца. Принцип работы данной системы при регулировании температуры аналогичен [4, 6], что обеспечивает ее высокую стабильность и точность поддержания в пределах ±0,5% от заданной величины. Благодаря расположению нагревателя внутри головок образца, происходит также их подогрев, обусловливая уменьшение теплоотвода в головках от рабочей базы и снижение градиента температуры по длине базы. Использование разработанной системы нагрева обеспечивает свободный доступ к наружной поверхности образца, что позволяет расположить на ней высокотемпературный деформометр для измерения продольных деформаций [4], а также осуществлять наблюдения с помощью металлографических микроскопов за образованием и развитием микро- и макротрещин, а в отдельных случаях и за структурными изменениями материала в процессе программного циклического нагружения.

В установке ИМАШ-11 использован принцип регулирования температуры на поверхности образца изменением расстояния между образцом и нагревателем. Принципиальная схема устройства для моделирования режимов нагрева показана на рис. 94. Исследуемый образец листового материала / установлен горизонтально на неподвижных опорах 2, подлежащий нагреву участок образца ограничен экраном 3 из полированной нержавеющей стали. На нагреваемой и противоположной ей поверхностях образца температура контролируется хромель-алюмелевыми термопарами 4 и 5. Образец находится в открытой сверху камере 6 прямоугольной формы, в нижнюю часть которой через штуцер подводится инертный газ. При нагреве образца на воздухе происходит возгорание связующего (если температура поверхности образца выше температуры воспламенения связующего). Опыты с нагревом стеклопластиков в защитной атмосфере азота показали некоторое увеличение прочности при уменьшении термоокислительной деструкции связующего [77]. Однако есть основания предполагать, что при нагреве могут образоваться химические соединения азота с компонентами связующего вплоть до образования цианистых соединений. Поэтому для пблной безопасности работы на установке в качестве защитной среды используется аргон.

Заполнение пикнометра исследуемой жидкостью выполнялось путем впрыскивания шприцем через капилляр предварительно профильтрованного образца. Фильтрация и заполнение проводились при температурах на 10—16 °С выше, чем срогветствующие температуры плавления. Температура в термостате контролировалась Tpejls Xp0. мель-алюмелевыми термопарами, расположенными в средней и верхней части пикнометра. Предварительно термопары тарировались стандартной платино-платинородиевой термопарой.

Давление по контуру определяется кислотостойкими монометрами кл. 0,6, температура — гильзовыми хро-мель-алюмелевыми термопарами. Контроль за уровнем продукта в рабочих баках 8 и испарителе 19 производится поплавковым уровнемером 20 индуктивного типа с передачей сигнала на сигнальное табло.

Температура .наружной поверхности трубы замерялась 25 хромель-алюмелевыми термопарами диаметром 0,3 мм: 15 по верхней и 10 по нижней образующим трубы. Термопары приваривались конденсаторной сваркой, места приварки покрывались цементным раствором. Далее термопара укладывалась на изолирующий слой

сжатого воздуха с редукторами давления и образцовым манометром с пределом измеряемого давления 0,6 атм (класс точности 0,4); 3 — электрическая печь мощностью 3,2 кВт; 4 — система измерения прогибов оболочки; 5 — система измерения и регулирования температуры с тремя хромель-алюмелевыми термопарами, установленными в различных точках на поверхности оболочки, и электронным потенциометром ЭПП-01М2 (заданная температура 200°С поддерживалась с точностью ±2°С); 6 — специальное приспособление, помещенное в печь, в котором закреплялись и нагружались внешним давлением воздуха оболочки (рис. 56).

Температуру измеряют хромель-алюмелевыми термопарами, подключенными к показывающим или записывающим милливольтметрам или потенциометрам. Подключение термопары к прибору должно быть выполнено компенсационным проводом. При нормализации температуру можно измерять оптическим пирометром.

с FrM = 57 проводилось на той же экспериментальной установке, что и в пучке с FrM = 220, используя метод нагрева электрическим током центральной группы из 37 витых труб пучка. Поля температур измерялись в выходном сечении пучка хро-мель-алюмелевыми термопарами с диаметром проволоки 0,1 мм, установленными в фиксированных характерных точках потока. Увеличение мощности тепловой нагрузки во времени осуществлялось при постоянном расходе теплоносителя по различным законам (рис. 5.14, 5.15). На рис. 5.14 представлены результаты эксперимента при сравнительно резком выходе тепловой нагрузки на стационарный режим (в течение <=» «* 15 с) и различных расходах теплоносителя, соответствующих числам Re = 1,25 • 104, 8,9 • 103, 5,1 • 103. Представленные на рис. 5.14 зависимости к = к (т) были получены методом, который описан в разд. 5.2, 5.3 и основан на сопоставлении экспериментальных и теоретически рассчитанных полей температур теплоносителя Т — Т (г, К) в выходном сечении пучка. Видно, что при одинаковых значениях максимального темпа нагрева (97V/3r)M = 1,212 кВт/с независимо от числа Рейнольдса коэффициент к в функции времени описывается одной кривой (см. рис. 5.14), а уменьшение максимального темпа нагрева труб в запуске и сдвиг кривой N = N (т) от начала запуска установки приводят к сдвигу кривой к = к (т) в сторону большего времени. Эти результаты качественно полностью совпадают с данными, полученными для пучка с FrM =

Пьезометр (рис. 7.13) состоит из корпуса 1, выполненного из нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т, в который вваривается штуцер 2. В штуцере имеются два отверстия диаметром 2 мм, одно из них предназначено для наполнения сосуда жидкостью и измерения давления, другое —для ввода хромель-алюмелевой термопары. Наружные размеры пьезометра (мм): диаметр—100, высота — 210; внутренние: диаметр—56, высота— 125. Вместимость сосуда 300 см3. В верхней части корпуса имеется охладительная камера 3, в которую вварены две трубки 4 диаметром 10 мм для подвода и отвода воды с целью быстрого охлаждения сосуда после проведения опыта.

может употребляться до 1300° С, однако эксплуатационная температура, обеспечивающая длительную устойчивость, около 1100—1200°С. Термоэлектродвижущая сила термопары ТБ выше, чем хромель-алюмелевой термопары. Большим преимуществом ее является неокисляемость. По причине высокой стоимости, технологических трудностей и сравнительно невысокой стойкости эти термопары выпускаются в ограниченном количестве и заменяются хромель-алюмелевыми или платинородиевыми термопарами.

Измерительный блок рассматриваемой установки представлен на рис. 3-21. Капиллярные трубки 4, фиксированные в верхней части относительно друг друга двумя медными хомутиками, помещаются в стеклянный стакан 3 с исследуемой жидкостью 5 на глубину 30—40 мм. Стакан 3, имеющий в нижней части карман для закладки хромель-алюмелевой термопары 6, помещается в медный блок-термостат 2, в котором также имеются соответствующие канавки, и сверления для закладки термопары 6. Термостат 2 сверху закрывается массивной медной крышкой 1, которая фиксирует положение измерительных трубок 4 относительно стакана 3, а также выполняет роль дополнительного термостатирующего устройства. С помощью медной пластины 7, привинченной к медной части термостата, осуществляется фиксация королька термопары 6 в карманчике стакана 3.

может употребляться до 1300° С, однако эксплуатационная температура, обеспечивающая длительную устойчивость, около 1100—1200°С. Термоэлектродвижущая сила термопары ТБ выше, чем хромель-алюмелевой термопары. Большим преимуществом ее является неокисляемость. По причине высокой стоимости, технологических трудностей и сравнительно невысокой стойкости эти термопары выпускаются в ограниченном количестве и заменяются хромель-алюмелевыми или платинородиевыми термопарами.

приятной термоэлектродвижущей силой. Этот сплав под названием хромеля применяется II качестве положительного электрода хромель-алюмелевой термопары.

хромель-алюмелевой термопары больше теплопроводности стеклопластиков почти на два порядка);

При исследовании нестационарного тепломассобмена для оценки нестационарной погрешности достаточно установить постоянную времени переходного процесса. Будем считать, что разность температур хромель-алюмелевой термопары Тт и потока воздуха Тп равна ( Тп — Гт) , а абсолютная погрешность измерения Д одинакова для стационарного и нестационарного процессов нагрева. Тогда время установления показаний прибора с данным преобразователем

псевдоожиженного слоя около одиночных охлаждаемых (до 300—340° К) труб диаметром 30 и 10 мм с помощью хромель-алюмелевой термопары. Чтобы уменьшить приток (отвод) тепла по проводникам, термопара была растянута вдоль трубы. Термопара принимала температуру ядра слоя на расстоянии от трубы, не превышающем диаметр частицы, например для частиц шамота размером 2—5 мм на расстоянии 5 мм. Даже при установке термопары вплотную к трубе она показывала температуру намного выше температуры поверхности последней. При отодвигании королька термопары от трубы на 0,1 мм наблюдался скачок температуры, который был тем больше, чем мельче были частицы. Вероятно, температура мелких частиц, ближайших к стенке, могла быть несколько ниже. Как справедливо отмечают авторы [Л. 169], даже незначительное охлаждение первого ряда частиц может повлиять на лучистый поток. Например, если температура ядра псевдоожиженного слоя равна 1 000°К и температура стенки 700° К, то при «незначительном» снижении температуры частиц у стенки на 30° К лучистый поток ориентировочно уменьшается на 18%. Поэтому для теплообмена слоя с интенсивно охлаждаемыми поверхностями можно ожидать увеличения лучистого потока с ростом скорости фильтрации в той мере, в какой при этом уменьшается «снижение температуры частиц у поверхности. Наоборот, в измерениях, проводимых зондами, слабо охлаждающими частицы, не должно быть столь заметной зависимости лучистого потока от числа псевдоожижения. Возможно, что в опытах (Д. 169] поверхность кварцевого стеклышка зонда, измеряющего лучистый поток, охлаждалась слабее, чем было предположено, и зонд оказался пригодным для получения е псевдоожиженного слоя, но не для нахождения кажущегося е, характерного для неизотер-мичности слоя около теплообменной поверхности. Это кажущееся е в конечном итоге характеризует лучистый поток, и на измерения и установление количественных зависимостей его от разных факторов должно быть обращено достаточно внимания.

Для термопар имеются подробные таблицы, отражающие зависимость термо-э. д. с. от температуры. Для хромель-алюмелевой термопары стандартная таблица термо-э. д. с. приведена ниже (табл. 3-1).

Изготовленная термопара, как правило, тарируется по каким-либо эталонным приборам. (При тарировке термопар из неблагородных металлов организации, выполняющие такую работу, дают значения термо-э. д. с. термопары через каждые 100° С с точностью 0,01 мв, что для хромель-алюмелевой термопары соответствует 0,25° С. На первый взгляд кажется, что такая термопара, поставленная на экспериментальную установку, при учете результатов тарировки дает возможность измерять 102

Если термопара длительное время находится в воздухе, при высокой температуре, то в горячем спае (и по всей длине проволоки) происходят процессы, приводящие к изменению химического состава металла (окисление, испарение какого-либо компонента из сплава, рост зерен и т. д.). В результате этого изменяется тарировоч-ная кривая термопары, причем одни термопары увеличивают свою термо-э. д. с. (например, хромель-алюмеле-вая), а другие уменьшают. Увеличение термо-э. д. с. хромель-алюмелевой термопары после 1000 ч нагрева соответствует изменению температуры: при 640° С — на 1°С, при 871° С —на 3°С и при 982° С —на 4,5° С [Л. 3-1].