Sai số nhiệt độ theo phương pháp tiếp xúc Sai số nhiệt độ theo phương pháp tiếp xúc Bởi: unknown SAI SỐ NHIỆT ĐỘ THEO PHƯƠNG PHÁP TIẾP XÚC Giả sử đo nhiệt độ môi trường có nhiệt độ t, phận nhạy cảm cho số nhiệt độ môi trường, thực chất nhiệt độ môi trường, trao đổi nhiệt môi trường phận nhạy cảm có tổn thất Sự trao đổi nhiệt phận nhạy cảm môi trường hình thức Q1 , Q2 , Q3 Q1là nhiệt lượng mà phận nhạy cảm nhận môi trường Tổng quát Q1 xạ, dẫn nhiệt đối lưu Trong số trường hợp biến động va chạm Ngoài phản ứng hóa học hay lý học kèm theo tỏa nhiệt Q2 nhiệt lượng phận nhạy cảm xạ đến môi trường Q3 nhiệt lượng mát dẫn nhiệt Khi cân : Q1 = Q2 + Q3 Muốn đo xác cần phải cho Q2 Q3 thu nhiệt Q1 nhanh Đo nhiệt độ dòng chảy ống * Điều kiện để xét toán gồm 1/7 Sai số nhiệt độ theo phương pháp tiếp xúc - Bộ phận nhạy cảm vách lạnh - môi chất có nhiệt độ không cao - tản nhiệt phần l2 nhỏ => Q1 = Q2 (Q3 nhỏ) Gọi θ độ chênh nhiệt độ đầu đo môi chất l1.α1 u1 θ1 = λ1.F1 d2θ1 dx2 l1 Phần l2.α2 u2 θ2 = λ2.F2 d2θ2 dx2 l2 α1- Hệ số tỏa nhiệt môi chất ống ống đo nhiệt độ α2- Hệ số tỏa nhiệt ống đo nhiệt độ môi chất bên u1, u2 - Là chu vi tiết diện ống đo phần F1, F2 - Diện tích tiết diện ống đo phần θ1, θ2 - Độ chênh nhiệt độ bề mặt ống đo với môi chất λ1 , λ2 - Hệ số dẫn nhiệt đoạn ống đo Điều kiện biên: 2/7 Sai số nhiệt độ theo phương pháp tiếp xúc Nếu vách ống đầu đo dẫn nhiệt ta có : Từ điều kiện ta giải : θ1 = b1 = ( )( ) b2.ch b1x1 t0 − t3 [b2.ch(b1.l1) + b1ch(b2.l2)].Sh(b1l1) √ α1u1 λ1.F1 b2 = √ α2u2 λ2.F2 Ta cần tìm θ1∣x1 = ( tâm dòng chảy) Đối với cặp nhiệt: Khi thay x1 = vào công thức ⇒ θ1 = t0 − t3 ch(b1.l1)[1 + b1 b2 + th(b1.l1).ch(b2.l2)] Từ kết ta rút kết luận sau : - Khi đo (to - t3) lớn sai số θ1 lớn dấu sai số phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất ống - Vì Q3 ≠ nên sai số θ1 ≠ Vậy xuất sai số đo 3/7 Sai số nhiệt độ theo phương pháp tiếp xúc - Nếu tăng l1 giảm l2 giảm θ1 - Nếu tăng b1 (tăng α1, tăng u1 giảm F1 & λ1 ) θ1giảm - Nếu giảm b2 giảm sai số θ1 Đối với nhiệt kế điện trở: l l θ = ∫ θ1.dx1 l : chiều dài đoạn điện trở Đối với nhiệt kế thủy tinh: Vậy dùng NK thủy tinh để đo môi chất chảy ống mà ống bảo vệ phần ống, cặp nhiệt tốt sai số nhỏ Đo nhiệt độ gần ống đo có vách lạnh Trong thực tế ta thường đo nhiệt độ dòng môi chất mà gần có vật có nhiệt độ thấp nhiều Do hấp thụ nhiệt từ ống đo đến bề mặt (Q2) tăng, mà Q1 = Q2 + Q3 Do cần phải giảm Q3 nhỏ tốt Các cách làm giảm sai số đo : - Tạo vách chắn để buộc dòng phải qua toàn l1 - Bảo ôn phần l2 nhằm giảm Q3 - Dùng màng chắn nhiệt (giảm Q2 ) Dùng vách chắn Do có vách chắn xem Q3 = 4/7 Sai số nhiệt độ theo phương pháp tiếp xúc ⇒ Q1 = Q2 hay α1 u1 θ1dx1 = Co ε u1 [(To − θ1)4 − T41]dx1 α1- Hệ số tỏa nhiệt khí đến ống đo T1 - Nhiệt độ tuyệt đối bề mặt lạnh To - Nhiệt độ tuyệt đối dòng khí Co- Hệ số tỏa nhiệt xạ ε= ( ) F1 1 + −1 eT F2 e2 εT - độ đen bề mặt ống đo nhiệt F1 - diện tích ống đo nhiệt đặt nằm (không kể phần ngoài) ε2, F2 - độ đen bề mặt nhận nhiệt Do ( F1 T3 = T => Sai số đo giảm Giảm C1 : cách mạ (hoặc làm nhẵn) phía màng chắn Dựa vào phương trình cân nhiệt màng chắn ta tính T3 α3 F’ ( To - T3 ) + C1 F1 (T4 - T34) = C3 F3(T34 - T14) F’ = 2F3 bề mặt truyền nhiệt đối lưu α3 - hệ số tỏa nhiệt đối lưu khí đến màng chắn (ống che) Ví dụ: màng chắn có d3 = 10 d1 (d1 : đường kính ống đo) Dùng ống hút khí: Cặp nhiệt hút khí gồm : nhiệt kế nhiệt điện 1, cửa tiết lưu đo tốc độ ống phun Nguyên lý : ta tăng tốc độ dòng khí => α tăng => sai số giảm thường dùng thí nghiệm phức tạp cần thêm lượng bên 6/7 Sai số nhiệt độ theo phương pháp tiếp xúc Nhiệt kế khí động Trong thực tếngười ta nghiên cứu phương pháp đo nhiệt độ kiểu tiếp xúc không dùng phận nhạy cảm để tránh sai số gây xạ Mội số NKKĐ phương pháp đo gần dùng phổ biến để đo nhiệt độ khí lò công nghiệp Nhiệt kế khí động, dùng đo nhiệt độ khí lò công nghiệp 1- lò công nghiệp, 2- tiết lưu, 3- áp kế có thang đo nhiệt độ, 4- thiết bị làm nguội, 5- tiết lưu, 6- điều chỉnh, 7- van đ/chỉnh lưu lượng khí xả không đổi Khí lò công nghiệp có áp suất p1, nhiệt độ T1(oK) sau qua cửa tiết lưu làm nguội đến nhiệt độ môi trường xung quanh, sau qua cửa tiết lưu qua van xả Nhờ BĐC để điều chỉnh van giữ cho hiệu áp bên cửa tiết lưu không đổi, lưu lượng trọng lượng dòng khí không đổi Dựa vào hiệu áp áp kế mà ta biết (p1-p2) tìm ta T1 theo công thức: T1 = C1 ( P1 - P2 ) C1 - số hệ thống, P1 - áp suất ( áp suất bên trong) 7/7