15. Cấu tạo, phân loại, phương án lắp đặt trên đường ống của nhiệt kế chất lỏng 4.1.2. NHIỆT KẾ GIÃN NỞ 1. Nguyên lý cấu tạo Nhiệt kế giãn nở dựa trên tính chất giãn nở thể tích của vật khi nhiệt độ của nó thay đổi. Thường có hai loại nhiệt kế giãn nở là nhiệt kế chất lỏng và nhiệt kế cơ khí. 2. Nhiệt kế chất lỏng Cấu tạo Các nhiệt kế chất lỏng thường được bố trí đo tại chỗ và cấu tạo gồm có:
1 - bình chứa chất lỏng; 2 - ống mao dẫn; 3 - thang ghi nhiệt độ; 4 - phần bảo vệ bao quanh. Hình 4.1. Nhiệt kế chất lỏng Lượng thay đổi của cột chất lỏng (h) do nhiệt độ thay đổi từ t1 đến t2 xác định như sau: . (4-1)
V1 : thể tích chất lỏng trong bình khi nhiệt độ là t1; l, t: hệ số giãn nở thể tích của chất lỏng và thủy tinh; d : đường kính trong ống mao dẫn.
Hình (4.2) là sơ đồ cấu tạo của nhiệt kế chất lỏng dùng trong công nghiệp, với công chất là thủy ngân có giới hạn đo từ -35 oC đến 600 oC (giới hạn trên đạt được nhờ nâng cao nhân tạo điểm sôi). Ví dụ: Không gian phía trên ống mao dẫn chứa khí N2 áp suất cao (20 bar) làm tăng giới hạn đo. Công chất của nhiệt kế chất lỏng - Thủy ngân Hg Thủy ngân được sử dụng nhiều nhất vì có những ưu thế sau: - Phạm vi đo nhiệt độ rộng từ -39 oC đến 357 oC; - Không bám dính lên thủy tinh; - Có khả năng bổ xung thêm thủy ngân nguyên chất; - ở điều kiện áp suất tuyệt đối chuẩn thủy ngân ở trạng thái lỏng có phạm vi đo từ - 39 oC đến 357 oC; - Có hệ số giãn nở thể tích thấp 0,18.10-3 1/độ.
1 - vỏ bảo vệ; 2 - đai ốc nối; 3 - nhiệt kế.
Hình 4.2. Nhiệt kế chất lỏng với vỏ bảo vệ dùng trong công nghiệp -Một số chất hữu cơ: C2H5 OH (rượu etylic); C6H5CH3 (metyl ben zen); C5H12 (pentan). Nhiệt kế dùng chất hữu cơ có phạm vi đo nhiệt từ -190 oC đến 100 oC. Hệ số giãn nở thể tích cao 1,13.10-3 1/ độ (gấp 6 lần thuỷ ngân). Phân loại Có hai kiểu nhiệt kế chất lỏng: loại thang đo đặt ngoài và loại thang đo kiểu thanh - Loại nhiệt kế có thang đo bên ngoài ống mao dẫn có thêm một tấm kim loại trên đó khắc vạch số để đọc nhiệt độ. - Nhiệt kế thanh đo thì ống mao dẫn có thành dày, thang đo nhiệt độ bố trí trực tiếp trên ống mao dẫn này, nó có độ chính xác cao hơn. Ta thường dùng nhiệt kế kỹ thuật là loại để đo nhiệt độ ở các bộ phận chi tiết khi nó đang làm việc.
Kiểm tra nhiệt kế Nhiệt kế được kiểm tra bằng cách so sánh với nhiệt kế mẫu, đặc biệt ở điểm đông đặc và điểm sôi, thường chọn vài điểm để so sánh nhiệt độ (3 đến 4 điểm). Sơ đồ lắp đặt nhiệt kế trên đường ống Tùy theo đường kính và hình dạng uốn của đường ống, người ta chọn loại nhiệt kế phù hợp. Trong mọi trường hợp phải lắp đặt sao cho đầu cảm biến nằm giữa tâm ống nơi có tốc độ dòng lớn nhất nhằm đảm bảo khả năng truyền nhiệt tốt nhất.
