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基于双热电偶的高温壁面温度检测方法技术

技术编号:42653888 阅读:12 留言:0更新日期:2024-09-06 01:45
本发明专利技术公开了一种基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,包括:将两个不同直径的热电偶间隔安装于被测高温壁面上,用于对所述被测高温壁面进行接触测温,其中,所述被测高温壁面的一侧有高温流体冲刷,两个热电偶均位于高温流体所在侧;考虑热电偶受感部与周边高速流动的流体的对流换热、与其周围环境表面之间的辐射换热及与引线之间的导热换热计算被测壁面的实际温度T<subgt;w</subgt;。该基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,利用两个不同直径的热电偶对高温壁面进行测温,并对测得的温度数据进行处理,可以有效减小热电偶壁面测温过程中传热误差的影响,获得更加准确的高温壁面温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及接触测温,特别提供了一种基于双热电偶的高温壁面温度检测方法


技术介绍

1、随着航空发动机性能的不断提升,其内部温度也会随之升高,温度是需要测量和控制的重要参数,准确的温度测量可以正确评估航空发动机的工作状态。而针对于接触测温领域中最传统的热电偶测温方法,在测量表面温度的同时,热电偶受感部会与周边高速流动的流体进行对流换热,也会与其周围环境表面之间进行辐射换热,并与引线之间进行导热换热。这将导致热电偶测量高温壁面温度的过程中不可避免地引入对流换热误差、辐射换热误差、导热换热误差,进而导致热电偶读数不能真实地反映出被测壁面的实际温度。

2、因此,如何有效减小利用热电偶进行高温壁面测温的误差,以获得更加准确的高温壁面温度,成为亟待解决的问题。


技术实现思路

1、鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,以解决现有技术中采用热电偶测温存在的问题。

2、本专利技术提供的技术方案是:一种基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,包括如下步骤:

3、s1:将两个不同直径的热电偶间隔安装于被测高温壁面上,用于对所述被测高温壁面进行接触测温,其中,所述被测高温壁面的一侧有高温流体冲刷,两个热电偶均位于高温流体所在侧;

4、s2:利用下式计算被测壁面的实际温度tw:

5、

6、式中,ts1和ts2分别为两个热电偶的读数,φt1和φt2分别为两个热电偶受感部的总热流密度,计算公式如下;

7、φt1=φh1+φr1+φλ1;

8、φt2=φh2+φr2+φλ2;

9、φh1、φh2分别表示两个热电偶受感部与高温流体传递的对流换热量,计算公式如下:

10、φh1=as1h1(tf-ts1);

11、φh2=as2h2(tf-ts2);

12、式中,as1和as2分别为两个热电偶受感部与高温流体的接触面积,h1和h2分别为热电偶受感部与高温流体的对流换热系数,tf为高温流体的温度,ts1和ts2分别为两个热电偶的读数;

13、φr1、φr2分别表示两个热电偶受感部与周围环境之间的辐射换热量,φr1、φr2计算公式如下:

14、

15、式中,ε1和ε2分别为两个热电偶受感部的表面发射率;as1和as2分别为两个热电偶受感部与高温流体的接触面积,σ为黑体辐射常数;tr为环境辐射温度,ts1和ts2分别为两个热电偶的读数;

16、φλ1、φλ2分别表示两个热电偶受感部与引线之间的导热换热量,φλ1、φλ2计算公式如下:

17、

18、式中,dy1和dy2分别为两个热电偶引线的直径,ht1和ht2分别为两个热电偶引线外表面与高温流体的表面传热系数,λy1和λy2分别为两个热电偶引线材料的导热系数,tf为高温流体的温度,ts1和ts2分别为两个热电偶的读数,tanh代表双曲正切函数,hy1和hy2分别为两个热电偶引线的长度。

19、优选,s1中,两个热电偶的引线均与高温流体流动方向垂直。

20、进一步优选,s2中,h1和h2根据下式求得:

21、

22、式中,re1和re2为高温流体流经两个热电偶受感部时的流动雷诺数,pr为高温流体的普朗特数,qm为高温流体的质量流量,μ为高温流体的运动粘度,a为高温流体所在流道的截面积,d1和d2分别为两个热电偶受感部的直径,cp为高温流体的定压比热容,λ为高温流体的导热系数。

23、进一步优选,两个热电偶引线的材料、直径是相同的。

24、进一步优选,s2中,ht1和ht2根据外掠圆柱实验关联式计算求得。

25、本专利技术提供的基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,利用两个不同直径的热电偶对高温壁面进行测温,并对测得的温度数据进行处理,可以有效减小热电偶壁面测温过程中传热误差的影响,获得更加准确的高温壁面温度。

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【技术保护点】

1.一种基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,其特征在于:S1中,两个热电偶的引线均与高温流体流动方向垂直。

3.根据权利要求1所述基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,其特征在于:S2中,h1和h2根据下式求得:

4.根据权利要求1所述基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,其特征在于:两个热电偶引线的材料、直径是相同的。

5.根据权利要求2所述基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,其特征在于:S2中,ht1和ht2根据外掠圆柱实验关联式计算求得。

【技术特征摘要】

1.一种基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,其特征在于:s1中,两个热电偶的引线均与高温流体流动方向垂直。

3.根据权利要求1所述基于双热电偶的高温壁面温度检测方法,其特征在于:s...

【专利技术属性】
技术研发人员:寇志海范慧妍李彬彬尹训彦李广超
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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