标准油槽温场不均的分析及改进

    计量是科学管理的基础,计量工作的基本任务是统一计量单位和保证计量结果准确、可靠。近几年,电力部门在认真贯彻计量法的同时,积极开展检定装置的考核认证,使各基层单位的标准、器具基本上达到了有关规定的要求;但在认证过程中,也发现部分单位的部分标准、器具存在某些问题,特别是标准油槽的问题较多。本文将标准油槽常见的温场不均问题及改进方法介绍给广大计量工作人员,以便在今后的工作中能尽早发现问题、尽快解决问题。

   1　标准油槽的主要特性

    标准油槽是水银温度计及其它温度计量器具检定的标准装置。标准油槽温场不均,直接影响温度标准装置的精度,很可能造成标准油槽装置检定出的温度计量器具不合格,影响发、供电设备的安全可靠运行。因此,在基层单位计量标准装置的认证中,标准油槽是必须要经过严格检测、认证的重要设备之一。

    一般来说,基层发、供单位的计量标准等级较低,标准油槽的主要性能指标是:

    温度范围        95~300℃

    油槽工作区温差            ≤0.01℃

    油槽工作区上下最大温差          <0.02℃

    额定电压           220 V

    加热功率          3 000~4 000 W

    按照有关规定,标准油槽工作区的温场分3层区域来监测,每层区域的各监测点温差应≤0.01℃;各层区域之间的各监测点温差的最大值应<0.02℃。

    当标准油槽在预定的温度下进行恒温时,若油槽工作区温场达不到上述温差要求,则说明标准油槽温场不合格。

   2　标准油槽温场不均分析

    按照传热学的原理,当标准油槽在预定的温度下进行恒温时,圆筒壁及各保温层之间仍存在温度梯度,油槽温场存在导热现象,其导热量可用以下方程式进行计算。

式中　Q──导热量,W

    λ_i──各层材料的导热系数,kW/(m·K)

    l_i──各层圆筒壁的长度,m

    (t_i-t_i+1)──温差,℃

    d_i、d_i+1———各层圆筒壁的外径与内径,m

    由式(1)可以看出:油槽的导热量Q与油槽筒壁、油槽保温层壁等的温差,圆筒内外壁直径比,壁材料的导热系数和圆筒壁的长度相关。

    另外,由于油槽的温场是由电阻丝加热源建立的,因此热源与工作介质之间的热交换水平也将直接影响油槽均匀温场的建立。总之,在油槽的任何方向上出现了超常的温度梯度或热源与工质之间的温度梯度过大都可造成温场不均。

    造成标准油槽温场不均常见的主要原因如下。

    a.保温层厚薄不均　由式(1)分析看出,在保温层薄的某区域中,因温差(ti-ti+1)大,且i较小(ln较小),使导热量增大,热损较厚保温层区域大,因此保温层厚薄不均可造成温场不均匀。解决这类问题的方法是改进保温层,使保温层的厚度能保持均匀一致。