Com triar la profunditat d’inserció del termopar i del termòmetre de resistència tèrmica

Cal tenir en compte la profunditat d’inserció dels instruments de temperatura a partir dels aspectes dels elements de disseny i temperatura.

La profunditat d’inserció d’elements de temperatura que cal calcular en el disseny:
La profunditat d’inserció de termoparells, resistències tèrmiques i termòmetres bimetàlics es basa en la meitat de la canonada + la mida del connector recte de la temperatura.
Els termoparells i les resistències tèrmiques estan segellades externament, de manera que s’afegeix tota la mida del connector de la temperatura (normal 60, aïllament 120); Els termòmetres bimetàlics estan segellats internament, de manera que s’afegeix tota la mida del connector de temperatura (80 normal, aïllament 140) menys 20.

Com mesurar la profunditat d’inserció després d’obtenir l’element de temperatura:
La profunditat d’inserció de termoparells i resistències tèrmiques també es compta amb el fil.
La profunditat d’inserció dels termòmetres bimetàlics es calcula des de la part inferior del fil.
El mètode de la brida es calcula després de la brida.
El fil o la brida mòbil s’ajusta per si mateix.

La profunditat d’inserció del termòmetre és diferent per a diferents suports de mesura.

Per tal d’assegurar la precisió de la mesura, s’ha d’inserir la secció sensible del termòmetre al medi mesurat. La longitud d’immersió necessària del termòmetre sol ser:

Quan es mesura gas, el termopar ha de ser superior a 95 mm, i el resistència tèrmica i el termòmetre bimetàlic haurien de ser superiors a 115 mm.
En mesurar el líquid, el termopar, la resistència tèrmica i el termòmetre bimetàlic han de ser superiors a 46 mm.
La profunditat total d’inserció del termòmetre és: Connector + gruix de la paret de canonades + longitud d’immersió.

Diferents equips tenen diferents profunditats d’inserció a causa de diferents posicions d’instal·lació.

En disseny, sovint agafem la línia central del pipeline com a estàndard per calcular la profunditat d’inserció del termòmetre. Aquest càlcul és aplicable a la majoria d’aplicacions, però és possible que no sigui aplicable a la mesura de la temperatura de diàmetres grans de canonades, equips de torre, forns, etc. En primer lloc, pot causar residus i, en segon lloc, no es pot instal·lar i fixar.

Per a la mesura de la temperatura dels equips de la torre general, quan el termòmetre s’instal·la horitzontalment, la profunditat d’inserció és de 300 ~ 400mm. Per a la mesura de la temperatura del forn de la caldera, el termòmetre s’instal·la majoritàriament horitzontalment. Excloent el gruix dels maons refractaris del forn, el termopar només cal inserir al forn de 150 mm.

Diferents diàmetres de canonades tenen diferents profunditats d’inserció de termòmetres a causa de diferents cabals.

El flux de fluid en una canonada formarà dos estats, el flux laminar i el flux turbulent, a causa de diferents cabals. El cabal del fluid és el més gran al centre de la canonada i el més petit a prop de la paret de la canonada. Quan el cabal és baix, el fluid flueix en capes sense barrejar, que s’anomena flux laminar. Augmenta gradualment el cabal, els racionalitzacions del fluid comencen a balancejar-se de manera similar a l’ona i la freqüència i l’amplitud del swing augmenten amb l’augment del cabal. Aquest tipus de racionalització s’anomena flux de transició; Quan el cabal augmenta a un gran valor, els racionalitzacions ja no són clarament discernibles, hi ha molts vòrtexs petits al camp de flux, el flux laminar es destrueix i no només hi ha lliscament, sinó que també es barreja entre capes de flux adjacents. En aquest moment, el fluid es mou de manera irregular i es genera una velocitat de component perpendicular a l’eix del tub de flux. Aquest moviment s’anomena turbulència.

En estat turbulent, el termòmetre pot mesurar un canvi de temperatura mitjana relativament uniforme sempre que passi per una capa laminar molt fina a la paret de la canonada. En el flux laminar, el canvi de temperatura aigües amunt es detecta primer al centre de la canonada, i després es detecta gradualment a la paret de la canonada. El canvi de temperatura detectat a 1/4 de la canonada és només un retard molt curt en comparació amb el centre. Per aquest motiu, la profunditat d’inserció del termòmetre no es calcula necessàriament des del centre de la canonada, especialment per a canonades de gran diàmetre, en cas contrari, el termòmetre és molt llarg, cosa que augmenta la inversió i és fàcil de danyar.

La profunditat d’inserció del termòmetre es calcula des de la part inferior del fil de muntatge del termòmetre. Hi ha un seient de femella de muntatge a la canonada. L’alçada del seient de la femella és generalment de 40 mm. Per molt gran que sigui el diàmetre de la canonada, no pot ser menor.

La longitud de la part de detecció de la temperatura del termòmetre és d’uns 30 mm. Aquesta part ha d’estar a la línia central de la canonada. Per tant, suposant que el diàmetre de la canonada sigui de 500mm, la profunditat d’inserció del termòmetre és: radi de canonades 250 + Seient de la femella de muntatge 40 + Part de la sonda 30=320 mm.

Si la canonada es troba en un estat de canonada durant molt de temps en el procés i el diàmetre de la canonada és gran, no cal que estigui unit per aquest reglament. La longitud de la inserció a la canonada és igual o superior a 10 vegades el diàmetre de la canonada de protecció.

Si algunes canonades tenen una capa d’aïllament més gruixuda, l’altura del seient de la femella d’instal·lació pot ser més alta.

Si el diàmetre del pipeline de procés és massa petit (menys de 80 mm de diàmetre), quan s’instal·la el termòmetre, s’ha de fer un tub d’expansió. Es tracta d’un canvi de diàmetre realitzat en canonades de diàmetre petit per satisfer les necessitats de mesurament de la temperatura.

Per a la instal·lació de resistències tèrmiques, s’ha de prestar atenció a la mesura precisa de la temperatura, la seguretat, la fiabilitat i el manteniment convenient i no afectar les operacions de funcionament i producció d’equips. Per complir els requisits anteriors, s’han de notar els punts següents a l’hora de seleccionar la ubicació d’instal·lació i la profunditat d’inserció de la resistència tèrmica:

Per tal d’assegurar un intercanvi de calor suficient entre l’extrem de mesura de la resistència tèrmica i el medi mesurat, s’ha de seleccionar raonablement la posició del punt de mesura i intentar evitar la resistència tèrmica a prop de vàlvules, colzes i cantonades mortes de canonades i equips; Les resistències tèrmiques amb mànigues de protecció tenen pèrdues de transferència de calor i dissipació de calor. Per tal de reduir els errors de mesura, els termoparells i les resistències tèrmiques han de tenir una profunditat suficient d’inserció:

(1) Per a resistències tèrmiques que mesuren la temperatura del fluid al centre de la canalització, l'extrem de mesura s'ha d'inserir generalment al centre del gasoducte (instal·lació vertical o instal·lació inclinada), si el diàmetre de la canalització del fluid mesurat és de 200 mm, la profunditat d'inserció de la resistència tèrmica ha de ser de 100 mm;
(2) Per a la mesura de la temperatura de líquids d’alta temperatura, d’alta pressió i d’alta velocitat (com la temperatura principal del vapor), per tal de reduir la resistència de la màniga protectora al fluid i evitar que la màniga protectora es trenqui sota l’acció del fluid, el tub protector es pot inserir poc profundament o es pot utilitzar una resistència tèrmica de màniga de calor. La funda protectora de resistència tèrmica de la inserció poc profunda s’ha d’inserir a la canalització principal de vapor fins a una profunditat no inferior a 75 mm; La profunditat estàndard d’inserció de la resistència tèrmica de la màniga de calor és de 100 mm;
(3) Si cal mesurar la temperatura del gas de combustió de la combustió, fins i tot si el diàmetre de combustió és de 4 m, la profunditat d'inserció de la resistència tèrmica és d'1 m;
(4) Quan la profunditat d'inserció de l'element de mesura supera l'1 m, s'ha d'instal·lar verticalment el màxim possible, o bé s'ha d'instal·lar un marc de suport i una màniga protectora.

En resum, com un dels quatre principals instruments de mesura industrial, el mesurador de temperatura també és essencial per a les operacions d’instal·lació normalitzades quan la seva pròpia qualitat sigui qualificada. Si voleu minimitzar els resultats i els errors de la mesura, heu de comprendre el problema de la profunditat d’inserció del termòmetre.