测温套管壁厚和伸入长度对测温精度的影响

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1、国家职业资格全市统一鉴定×××××（职业名称）论文（国家职业资格二级）论文题目：测温套管壁厚和伸入长度对测温精度的影响姓名：身份证号：320323198607124037准考证号：工作单位：-7-测温套管壁厚和伸入长度对测温精度的影响闫辉约克（无锡）空调冷冻有限公司摘要:通过试验验证测温套管的厚度和伸入长度对温度精度的影响。结果表明：厚度在0.6mm到1.0mm变化是，对测温精度的影响不明显；插入深度在1/2接管直径到1/3接管直径之间变化时，对测温精度也无影响。从而可以采用提高测温套管的厚度和/或缩短伸入长度的方法来提高其可靠性。关键词：测温套管壁厚测温套管

2、是中央空调配套的管壳式换热器中的广泛采用的测温辅助原件，材料均为紫铜管，为降低管壁热阻有利于感温，同时考虑降低成本，壁厚一般较薄。小型中央空调的测温套管规格通常为φ9.23×0.6mm。但这与测温套管在外压条件下长期接受水流冲击，不允许发生泄漏、变形的要求是相矛盾的，因此如何提高测温套管的可靠性而又不影响温度测量精度具有重要的现实意义。1问题的提出某小型中央空调调在试和运行过程中，配套的管壳式换热器测温套管发生多起折断漏水现象。拆下测温套管，发现它沿换热器的水接管内壁折弯断裂，折弯角几乎为90°，折弯方向与水流垂直，如图1所示。测温套管规格为φ9.23×0.6

3、mm，长度50mm,伸入水接管26mm，材料为紫铜，轻拉态。水接管规格为φ60×4mm，材料为20＃钢管，测温套管与水接管采用钎焊的方式连接。在机组在调试或运行时，测温套管伸入水接管部分承受水侧外压及水流冲击力。I)机组泄露II)失效的测温套管图1测温套管泄露失效-7-1失效分析从拆卸的失效测温套管来看，它显然是在水流冲击作用下导致的折弯失效，因此分析主要集中在测温套管的设计，制造和安装上面。以失效机型为例，水接管入口水流速度为1.47m/s，采用湍流稳态模型计算，测温套管表面最大水流压力为1.6KPa，如图2所示。假设测温套管表面均布水流压力为1.6KPa，

4、分析显示此时测温套管最大应力为240KPa，此应力值远小于测温套管退火态许用应力值41×103KPa。增加水接管内水流速度至23m/s，此时测温套管表面水流压力达到270KPa，承受的最大应力为41×103KPa，达到退火状态的许用应力值，如图3所示。而设计最大水流速度为7.35m/s，因此设计满足应用需求。图2测温套管水流压力分布图I)流速为1.47m/s时测温套管应力II)流速为23m/s时测温套管应力图3测温套管应力分布图失效测温套管从化学成分、结构尺寸、供货状态三个方面确认其制造质量状况，结果显示三个方面均达到设计要求。因此测温套管的安装是导致失效的主

5、要原因，实际安装试验也验证了这个说法。铜测温套管和水接管是通过手工钎焊连接的，钎焊工人根据经验加热两个零件-7-到钎焊温度，然后使用钎剂进行钎焊。试验显示，将测温套管火焰加热30秒、60秒和90秒，加热时间越长，测温套管冷却后越软。但如果把测温套管加厚到1mm，或者把内伸长度缩短到水接管直径的1/4长度，其内伸部分刚度大大的提高。1方案制定严格控制钎焊加热时间是必须要做的工作，由于是手工钎焊，和工人的技能等有关，如何设计更可靠的测温套管，降低对工人技能的要求对产品的质量将有很大的帮助。加厚测温套管和缩短内伸长度均能大大提高其刚度，从而达到抗水流冲击能力，但这两

6、种变化对测温精度的影响需要评估。本方案的设想是把测温套管厚度增加至1mm，伸入长度减少到20mm，并验证对设计精度的影响。2方案验证测温套管由原来的0.6mm加厚到1.0mm后，验证对于机组温度传感器温度采集反应速度的影响。针对于此验证，策划了静态试验一、动态试验二与试验三，同时测试测温套管的插入深度是否也影响到温度传感器的采集反应速度和温度偏差。试验一：不同壁厚的测温套管插入深度相同时对温度传感器采集温度的影响试验工装为恒温油槽，取长度均为50mm，规格为φ9.53x1.0mm和φ9.23x0.6mm的测温套管各三根，插入油槽的深度均为26mm。将恒温油槽温

7、度分别调制3℃及52℃，然后插入测温套管及温度传感器，采集记录温度传感器反应时间。测试前分别校对温度传感器与油槽温度传感器的差异，并标记和记录差异值，如图4所示。测试输出结果分别如图5所示，其中规格为φ9.53x1.0mm的三根测温套管编号分别为1＃、2＃、3＃，规格为φ9.23x0.6mm的三根测温套管编号分别为4＃、5＃、6＃。温度传感器40秒采集一次温度，从图5II可看出壁厚变化对温度传感器反映时间基本无影响。图4恒温油槽试验-7-I)25℃阻值差异图II)3℃阻值变化对比图图5阻值差异图试验二：测试在额定水流量下测温套管不同壁厚、不同插入深度对机组温度

8、传感器温度采集的影响参照失效机组中测温