W rozprawie przedstawiono nowe metody pomiaru nieustalonej temperatury czynnika. Opracowano dwie grupy, z których pierwsza obejmuje metody odpowiednie do pomiaru nieustalonej temperatury powietrza lub innego czynnika przepływającego z małą prędkością, np. do pomiaru temperatury spalin w kotłach lub temperatury powietrza w instalacjach klimatyzacyjnych. Druga grupa metod odpowiednia jest do pomiarów temperatury czynnika o dużym ciśnieniu, np. pary wodnej, przepływającej z dużą prędkością.
W przypadku, gdy czynnik przepływa z małą prędkością, jego nieustaloną temperaturę wyznacza się na podstawie przebiegu temperatury czujnika oraz wyznaczonej wcześniej zależności stałej czasowej termometru od prędkości przepływu czynnika.
W przypadku czynnika o dużym ciśnieniu, przepływającego z dużą prędkością, temperatura czynnika wyznaczana jest na podstawie zmierzonych przebiegów temperatury zewnętrznej izolowanej powierzchni rurociągu oraz temperatury mierzonej w osi termometru w kształcie pełnego walca, który jest omywany poprzecznie czynnikiem. Nieustalone przebiegi temperatury i gęstości strumienia ciepła na wewnętrznej powierzchni rurociągu i zewnętrznej powierzchni termometru cylindrycznego wyznaczone zostały z rozwiązania zagadnienia odwrotnego, przy zastosowaniu metod kroczących. Wyznaczano również rzeczywiste współczynniki wnikania ciepła na wewnętrznej powierzchni rurociągu i zewnętrznej powierzchni termometru, których wartości wpływają na przebieg dynamicznych błędów pomiaru temperatury czynnika.
Opracowano algorytmy i programy do wyznaczania nieustalonych przebiegów temperatury czynnika, odpowiednie do zastosowań w trybie on-line. Oprócz testów obliczeniowych, służących do weryfikacji opracowanych metod, przeprowadzono badania eksperymentalne, ilustrujące efektywność i dokładność opracowanych metod w warunkach laboratoryjnych i przemysłowych.
In this paper, new methods of measurement of transient temperature are presented. Two groups of methods were developed. The first of them is appropriate for measurement of transient temperature of air or other fluids flowing with low speed, for example, to measure the gas temperature in boilers or air temperature in air conditioning systems. The other group of methods is appropriate for temperature measurement of fluid at high pressure such as high pressure steam, flowing with high velocity.
When the fluid flows with low velocity, the transient temperature is calculated based on temperature measurements by the thermometer and its time constant which is as a function of velocity.
In the case, when the fluid is at high pressure and flows with high velocity, the temperature is determined based on measured temperature measurement of the outer insulated surface of the pipeline and temperature measurement at the axis of the cylindrical thermometer which is flowed across by the fluid. Transient courses of temperature and heat flux on the inner surface of the pipe and the outer surface of the cylindrical thermometer were determined using the space marching method for solution of the inverse problem. Also, heat transfer coefficients on the inner surface of the pipe and the outer surface of the thermometer, which has an impact on dynamic errors of temperature measurement, were determined.
Algorithms and programs to determine the transient temperature of the medium were developed. They are appropriate for on-line monitoring. In addition to the computational tests, which are used to verify the developed methods, experimental laboratory tests were conducted. They illustrated the efficiency and accuracy of the developed methods in the laboratory and industrial applications.
