Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Платина плавится при 1769 °С. Для дальнейшего расширения шкалы можно использовать температуры плавления некоторых других металлов (родий—1960°С, иридий — 2443°С и т. д.). Лох-ман [471] использовал эталонный оптический микропирометр для калибрования термопар из благородных металлов до 2200 °С в высокотемпературной лабораторной печи. Несколько позже Цик и Тонсхоф [965] привели детальное описание конструкции печи (до 2400 0C) с вольфрамовыми стенками (рис. ІІ-5). Были приняты/ специальные меры предосторожности для того, чтобы избежать^ эмиссионных коррекций; для этого термопару помещали внутри черного тела — молибденового цилиндра с покрытием из BeO.
Радиационные потери от термочувствительного элемента могут* быть уменьшены различными путями.
Термопары различных размеров. Радиационные потери тепла пропорциональны площади поверхности головки, образованной спаем двух проволок. В этом случае, чем меньше термопара, те*Л меньше потери тепла. Тогда, используя ряд термопар различных размеров и нанося на график зависимость измеренной температуры от площади поверхности термопары, можно получить кривую (которая обычно имеет вид практически прямой линии) и экстраполировать ее до температуры, соответствующей нулевой площади
Рис. II-5. Высокотемпературная калибрационная печь для термопар [965]:
/ — термопара; 2 — сальник; 3— верхний электрод; 4 — изоляция; 5 — нагревательный элемент; 6 — радиационные щиты; 7— оболочка с водяным охлаждением; 8 — температурный шов; 9 — черное тело; 10 — смотровой люк; 11 — электродный зажим; ]2 — нижний электрод.
поверхности. Эта величина представляет собой измеренную фактическую температуру газа [861]. Метод особенно цригоден для замкнутых систем или для тех случаев, когда отбор больших объемов газа, необходимых для отсасывающих и пневматических пирометров, в значительной степени влияет на температуру газа.
Отсасывающие пирометры. Другим способом определения фактической температуры газа является экранирование термочувствительного элемента от излучающих стен; для этого элемент окружают^ так называемыми радиационными экранами и, газы при высокой скорости просасывают через термочувствительный элемент (обычно термопару), при этом увеличивается конвекционный перенос тепла к элементу. Число требуемых экранов зависит от температуры газа, а выбор конструкционных материалов—как от химических свойств газов, так и от температуры.
Так, например, ииконель (75—80% Ni, 15—20% хрома, осталь-н>п Желез0^ может применяться при температурах до 1100— *ДДО °С при условии, что в газах присутствует лишь незначительное количество оксида серы (IV). Для газов с высоким содержанием
5-1144 65
SO2 предпочтительнее использовать нержавеющую сталь с высоким] содержанием хрома; она может применяться в этом же интервале температур. Для работы при более высоких температурах экраны{ изготовляют из огнеупорной керамики (муллит, алунд).
Термопару обычно помещают в чехол для предотвращения ее. окисления газами. Все устройства—-термопара, чехол и радиаци ' онные экраны — монтируется на конце пробоотборника из нержа веющей стали, который должен охлаждаться водой, если измеряв мая температура более 900 °С. Типичный отсасывающий пирометр представлен на рис. II-6, где показаны три типа радиациоиньп экранов.
Газовый поток просасывают через термопару с помощью эжек тора, расход определяют с помощью измерительной диафрагмы.
а
Рис. II-6. Устройство отсасывающего пирометра (а) с внутренним (б), оребрея-ным стальным (в) и радиационным (г) жаропрочными экранами:
1 — экран термопары (тип Am); 2 — термопара Pt—Pt—Pd; 3 — защелкивающаяся шпилька для крепления экрана; 4 — фланец; 5 — металлический сильфон; 6 — отводы (6,35 мм) ДЛ* воды; 7— трубка на всасе (31,7 мм); 8 — катушка е запасным приводом термопары; 9, JS-* держатели; 10 — металлический экран термопары; 11 — жаропрочный экран; 12 — переход^
!
66
ТАБЛИЦА II-I
Эффективность термопар, экранированных радиационными экранами из стали [479]
температура, °С Число радиационных экранов
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
400 98
600 88 98
800 71 93 98
1000 54 81 93 97 99
1200 39 69 85 92 95 98 99
1400 28 55 74 83 91 95 97 99 99
1600 20 43 62 73 83 90 94 96 97 98
Примечание. Приняю, что экраны представляют собой абсолютно черное тело.
Поскольку огнеупорные многослойные экраны очень хрупки, их конструкция видоизменена так, чтобы они могли быть смонтированы в кожухе отсасывающего пирометра (см. рис. II-6). Экспериментально было показано [54], что для отсасывающего пирометра такого типа наилучшие результаты были получены тогда, когда термопару помещали на расстоянии 35 мм от конца экранов. Если термопару передвинуть ближе к входу, возможно влияние излучения стенок через входное отверстие; если ее отодвинуть вглубь, оказывают влияние водоохлаждаемые стенки.
Точность измерения температуры с помощью отсасывающего пирометра зависит от фактической температуры газа, температуры окружающей среды и скорости просасывания газа через термопару. Если газ не проходит через термопару, показания температуры содержат некоторую ошибку, при увеличении скорости газового потока ошибка снижается. Степень уменьшения ошибки называется эффективностью пирометра. Эффективность отсасывающего пирометра, работавшего при скорости потока 150 м/с, была найдена для температур до 1600 °С и числа экранов свыше 10 (табл. II-1).
