Koncepcja pomiaru szybkozmiennej temperatury gazu z uwzględnieniem dynamicznej składowej temperatury

• Autorzy: Olczyk A.

Warianty tytułu

EN

Concept of the unsteady gas temperature measurement, including the dynamic component of temperature

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pomiarach zmiennej w czasie temperatury płynącego gazu występują dwa kluczowe problemy: pierwszy związany jest z niedostateczną dynamiką stosowanych zwykle przetworników temperatury, drugi wynika z konieczności uwzględnienia dynamicznej składowej temperatury wynikającej z częściowego wyhamowania czynnika na powierzchni termometru. W artykule proponuje się sposób kompleksowego rozwiązania tego zagadnienia poprzez zastosowanie metody korekcji dwutorowej, której celem jest wyeliminowanie (lub wyraźne zredukowanie) błędu dynamicznego pomiaru temperatury a następnie rozłożenie sygnału temperatury na składowe odpowiadające temperaturze statycznej (wynikającej ze zmian parametrów termodynamicznych czynnika) oraz dynamicznej (związanej z prędkością przepływu gazu). W procesie tego rozkładu niezbędna jest znajomość charakterystyki tzw. współczynnika odzyskania energii kinetycznej określającego stopień przetworzenia energii kinetycznej gazu na ciepło rejestrowane jako wzrost temperatury czujnika. W artykule zaproponowano metodę wyznaczania takiej charakterystyki za pomocą sondy Prandtla o specjalnie zmodyfikowanej konstrukcji.

EN

Two key problems occur during measurements of unsteady temperature of the flowing gas: the first issue is related to insufficient dynamics of usually used temperature transducers, the second one follows from the necessity of taking into account the dynamical component of temperature that results from a partial impeding of the medium on the thermometer surface. A complex solution to this problem through an application of two-path correction method to eliminate (or reduce considerably) the dynamic error of the temperature measurement, and then a decomposition of the temperature signal into components corresponding to static temperature (resulting from changes in thermodynamic paramters of the medium) and dynamic temperature (related to gas flow velocity), is postulated. During the decomposition, it is necessary to know the characteristics of the so-called kinetic energy recovery coefficient that defines a degree of transformation of the gas kinetic energy into heat, recorded as an increase in the sensor temperature. In the paper, a method for determination of such characteristics with a specially modified Prandtl probe is discussed.

Słowa kluczowe

PL

temperatura; gaz; przepływ nieustalony; błąd dynamiczny; współczynnik odzysku; statyczna składowa temperatury; dynamiczna składowa temperatury

EN

temperature; gas; unsteady flow; dynamic error; recovery coefficient; static component of temperature; dynamic component of temperature

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 53, nr 9 bis
• Strony: 576--579
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Olczyk A.

• Politechnika Łódzka,, Instytut Maszyn Przepływowych, ul. Wólczańska 219/223, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Endevco: Piezoresistive pressure transducers. Instruction manual. 2001
• [2] Ligęza P.: Laboratoryjny termoanemometr stałotemperaturowy i termometr stałoprądowy HPTT 96. Instrukcja. Kraków, IMG PAN. 1996
• [3] Olczyk A., Kucharski J., Urbanek P.: Investigation of thermocouple sensor dynamics under conditions of pulsating flow of gases. 2nd International conference on Advanced Measurement Techniques and sensory Systems for Automotive Applications - 13-14 September 2001 - Ancona, Italy 2001
• [4] Bruun H. H.: Hot wire anemometry - principles and signal analysis. Oxford University Press. 1999
• [5] Olczyk A. : Modelowanie własności dynamicznych przetworników niestacjonarnej temperatury gazu. XV Sympozjum „Modelowanie i Symulacja Systemów Pomiarowych”. Krynica, 18-22.09.2005, str. 71-80
• [6] Olczyk A., Kucharski J., Urbanek P.: Wyznaczanie chwilowej temperatury gazu w przepływie nieustalonym za pomocą dwóch równoległych torów pomiarowych. XVI Sympozjum „Modelowanie i Symulacja Systemów Pomiarowych”. Krynica 17-21.09.2006, Pomiary Automatyka Kontrola 10/2006 bis, str. 29-34
• [7] Nabielec J.: Metoda wyznaczania „w ciemno” współczynników modelu dynamiki toru pomiarowego - wersja całkowa. Materiały X Jubileuszowego Sympozjum Modelowanie i Symulacja Systemów Pomiarowych. Krynica 18-22 września 2000, str. 21-28
• [8] Nabielec J., Nalepa J.: Ocena skuteczności trzech algorytmów korekcji dynamicznej pomiaru metodą „w ciemno” dla obiektu pierwszego rzędu - badania symulacyjne. Krajowy Kongres Metrologii, Politechnika Warszawska 24-26.06.2001, str. 247-250
• [9] Olczyk A., Kucharski J., Urbanek P.: Korekcja błędu dynamicznego miniaturowych przetworników temperatury gazu. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery nr 129 vol. I. 2006, str. 55-70
• [10] Nabielec J., Zatorski A.: Korekcja błędu dynamicznego niestacjonarnego systemu pomiarowego I-rzędu metodą „w ciemno” dla wybranego przypadku okresowego. XV Sympozjum Modelowanie i Symulacja Systemów Pomiarowych - Krynica 2005, pp. 53-60
• [11] Michalski L., Eckersdorf K., Kucharski J.: Termometria - przyrządy i metody. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 1998.