Экспериментальное определение методической погрешности измерения температуры газового потока в стальной трубе с помощью накладных датчиков температуры

В статье рассмотрена возможность измерения температуры газа в стальной трубе с помощью накладных термодатчиков. Приведены экспериментальные результаты по определению погрешности представленного метода измерений. Сформулированы рекомендации по применению накладных термодатчиков.
Итоги
Определение температуры газа в трубе, не покрытой теплоизоляционным слоем, по измерениям температуры, как накладными, так и штатными датчиками имеет значительную погрешность. При средней температуре газа около 60°С температура внешней стенки трубы достигает 37,5±0,6°С, а температура, регистрируемая штатными датчиками, составляет 48±0,6°С.
Уменьшение этих погрешностей достигается путем установки теплоизоляции. В этом случае при средней температуре газа около 60°С температура внешней стенки трубы достигает 55,2±0,6°С, а температура, регистрируемая штатными датчиками, составляет 56,7±0,6°С. Наличие локальной теплоизоляции в месте установки накладного термодатчика недостаточно, поэтому требуется изолировать также соседние участки трубы, не менее чем по 700 мм с обеих сторон от места установки датчика. В этом случае, уменьшение теплового потока от трубопровода в атмосферу, приводит к более «плоскому» распределению температуры по радиусу трубы. Это выглядит как «расширение» зоны «теплого» газа в трубе и создаёт эффект приближения температуры накладного датчика к температуре газа в трубе. Увеличение толщины теплоизоляции трубы уменьшает погрешность в определении температуры газа, но при этом возрастают технологические сложности в изготовлении изоляционного слоя. С целью снижения тепловых потерь в месте установки датчиков необходимо изолировать их корпуса.
Выводы
Измерение температуры наружной стенки трубы газопровода позволяет определить температуру газа в трубе с точностью ~8% и временными задержками порядка 60 мин. При этом необходимо изолировать отрезок трубы в месте установки датчика не менее, чем по 700 мм с обеих сторон, а толщина теплоизоляционного слоя должна быть не менее 40 мм (эквивалентно энергофлексу). Также рекомендуется изолировать корпус накладного датчика от окружающей среды.