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A profundidade de inserção dos termopares, resistências térmicas e termômetros bimetálicos utilizados no local tem grande influência na precisão dos resultados das medições. A profundidade de inserção do sensor de temperatura precisa ser considerada tanto em termos de design quanto dos componentes relacionados à temperatura. 1. Como calcular a profundidade de inserção dos termopares, das resistências térmicas e dos termômetros bimetálicos no projeto? As formas mais comuns de instalação dos termopares, resistências térmicas e sensores de temperatura bimetálicos são por meio de roscas, flanges, flanges móveis e sem nenhum tipo de fixação. A profundidade de inserção do sensor de temperatura varia dependendo do método de instalação. Para mais informações, acesse: http://yunrun.com.cn/upload/201908/02/201908022358537818.png. A profundidade de inserção também pode ser encontrada em: yunrun.com.cn/tech/2658.html. ① Para sensores de temperatura instalados por meio de roscas, a profundidade de inserção é calculada considerando metade do diâmetro do tubo, o tamanho da parte saliente onde o sensor é instalado e a espessura da camada isolante. Os termopares e resistências térmicas possuem vedação externa; portanto, é necessário levar em conta a espessura da camada isolante para garantir que a instalação ou remoção seja feita de maneira fácil, sem danificar a estrutura da camada isolante. Os tamanhos mais comuns para a parte saliente onde o sensor é instalado são 60 mm e 120 mm (também é possível fabricar sensores com outros tamanhos, conforme solicitado). A espessura típica da camada isolante é de 120 mm. ◆O termômetro bimetalico possui um selo interno. O método de cálculo da profundidade de inserção é o mesmo, mas o tamanho do saliência do sensor de temperatura deve ser reduzido em 30 mm (isso se deve à estrutura da saliência; você pode pesquisar “saliência do sensor de temperatura” no Google para saber mais sobre o tamanho e a estrutura dessa saliência). ② Para os sensores de temperatura instalados com flanges fixos, a profundidade de inserção é calculada como metade do diâmetro do tubo, mais o tamanho do tubo de conexão do flange, mais a espessura da camada isolante. ③ Nos casos em que não há dispositivo de fixação, flanges móveis ou roscas móveis, o usuário precisa ajustar a profundidade de inserção. Por exemplo, no caso de termopares usados para medir a temperatura dentro de fornos, a profundidade de inserção é geralmente calculada com base no comprimento real de inserção no forno, mais a espessura do corpo do forno (incluindo a espessura das paredes do forno) e a espessura da camada isolante. 2. Quais outros fatores precisam ser levados em consideração ao calcular a profundidade de inserção de termopares, resistências térmicas e termômetros bimetálicos? ①Dependendo do meio de medição, a profundidade de inserção do sensor de temperatura varia. Para garantir a precisão das medições, é necessário que toda a parte sensível do sensor de temperatura esteja completamente imersa no meio a ser medido. Geralmente, o comprimento de imersão necessário para os sensores de temperatura é o seguinte: ◆ Para a medição de gases, o termopar deve ter um comprimento superior a 95 mm, enquanto as resistências térmicas e os termômetros bimetálicos devem ter um comprimento superior a 115 mm. ◆Ao medir líquidos, os termopares, as resistências térmicas e os termômetros bimetálicos devem ter um tamanho superior a 46 mm. ◆A profundidade total de inserção do sensor de temperatura é: saliência de instalação do sensor de temperatura + espessura da parede do tubo + comprimento de imersão. ②Em dispositivos diferentes, devido às diferentes posições de instalação, a profundidade de inserção do sensor de temperatura varia. No projeto, costumamos usar a linha central do tubo como referência para calcular a profundidade de inserção do sensor de temperatura. Esse método é adequado para a maioria das aplicações, mas pode não ser suficiente para medições de temperatura em tubos de grande diâmetro, equipamentos de tipo torre ou fornos. Isso porque, por um lado, pode causar desperdício, e, por outro, torna impossível a instalação estável do sensor. Por exemplo, para a medição da temperatura em equipamentos de torre em geral, quando o sensor de temperatura é instalado horizontalmente, uma profundidade de inserção de 300-400 mm é suficiente. Já para a medição da temperatura no interior do forno de caldeiras, os sensores de temperatura são, na maioria dos casos, instalados horizontalmente; descontando a espessura dos tijolos refratários do forno, basta que o termopar seja inserido a 150 mm de profundidade dentro do forno. ③Para diferentes diâmetros de tubulações, devido às diferenças na velocidade do fluxo, a profundidade de inserção do sensor de temperatura também varia. O fluxo do fluido dentro da tubulação pode assumir dois estados: fluxo laminar e fluxo turbulento, dependendo da velocidade do fluxo. A velocidade do fluido é maior no centro da tubulação e menor perto das paredes da tubulação. Quando a velocidade do fluxo é baixa, o fluido flui em camadas, sem se misturar, o que é chamado de escoamento laminar. À medida que a velocidade do fluxo aumenta, as linhas de fluxo do fluido começam a se mover de maneira ondulada. A frequência e o amplitude desses movimentos aumentam com o aumento da velocidade do fluxo. Essas linhas de fluxo são chamadas de fluxo de transição ； Quando a velocidade do fluxo aumenta muito, as linhas de fluxo deixam de ser claramente visíveis. Há muitos pequenos vórtices no campo de fluxo, e o escoamento laminar é destruído. Entre as camadas de fluxo adjacentes, ocorre não apenas deslizamento, mas também mistura. Nesse momento, o fluido se move de maneira irregular, gerando velocidades componentes perpendiculares ao eixo do tubo de fluxo. Esse tipo de movimento é chamado de turbulência. Em condições de turbulência, o sensor de temperatura consegue medir variações mais uniformes na temperatura do meio, desde que atravesse uma camada fina de fluxo laminar localizada na parede do tubo. No estado de fluxo laminar, as mudanças de temperatura na parte superior do tubo são percebidas primeiro no centro do tubo, e só depois, gradualmente, nas paredes do tubo. A diferença de temperatura detectada a 1/4 do comprimento do tubo apresenta um atraso muito pequeno em comparação com o valor medido no centro. Por esse motivo, a profundidade de instalação do sensor de temperatura não precisa necessariamente ser medida a partir do centro do tubo, especialmente em tubos de grande diâmetro. Caso contrário, o sensor de temperatura ficará muito longe do centro, o que aumenta os custos e aumenta também as chances de danos ao sensor. A profundidade de inserção do sensor de temperatura é calculada a partir da altura abaixo das roscas ou flanges de fixação fornecidas com o sensor. Se houver um suporte para porca na tubulação, e a altura desse suporte for de 40 mm, isso não pode ser ignorado, independentemente do diâmetro da tubulação. O comprimento da parte sensível ao calor do sensor de temperatura é de aproximadamente 30 mm. Essa parte deve estar alinhada com a linha central do tubo. Portanto, supondo que o diâmetro do tubo seja de 500 mm, a profundidade de inserção do sensor de temperatura será: raio do tubo 250 + distância até o assento da porca de fixação 40 + comprimento da parte do sensor 30 = 320 mm. Se, do ponto de vista técnico, o tubo permanecer sempre cheio de líquido, e se o diâmetro do tubo for grande, então não há necessidade de se atentar a essa regra. Basta que o comprimento do elemento inserido no tubo seja igual ou maior que 10 vezes o diâmetro do tubo de proteção ； Se algum tubo tiver uma camada isolante bastante espessa, então a altura do assento da porca pode ser maior. Se o diâmetro dos tubos de processo for muito pequeno (menor que 80 mm), ao instalar sensores de temperatura, é necessário criar um tubo ampliador para o termômetro. Trata-se de um ajuste no diâmetro dos tubos de pequeno porte, feito para atender às necessidades de medição de temperatura. Na instalação de termopares e resistências térmicas, deve-se prestar atenção para que a medição da temperatura seja precisa, garantindo segurança e facilidade de manutenção. Além disso, é necessário que isso não afete o funcionamento do equipamento nem as operações de produção. Todos esses requisitos devem ser cumpridos. Ao escolher a localização de instalação e a profundidade de inserção do sensor de temperatura, é necessário prestar atenção aos seguintes pontos: ① Para que haja uma troca térmica adequada entre as extremidades de medição do termopar e da resistência térmica e o meio a ser medido, é preciso escolher corretamente a posição do ponto de medição. Deve-se evitar, sempre que possível, instalar o sensor de temperatura perto de válvulas, curvas nos tubos, bem como em locais de difícil acesso dos equipamentos ； ②Os termopares e resistências térmicas com revestimento protetor sofrem perdas de calor durante a transferência de calor. Para reduzir os erros de medição, é necessário que os termopares e resistências térmicas tenham uma profundidade de inserção suficiente. ◆ No caso das resistências térmicas utilizadas para medir a temperatura do fluido no centro do tubo, seu terminal de medição deve ser inserido no centro do tubo (seja em instalação vertical ou inclinada). Se o diâmetro do tubo for de 200 milímetros, a profundidade de inserção da resistência térmica deve ser de 100 milímetros ； ◆Para a medição da temperatura de fluidos em condições de alta temperatura, alta pressão e alta velocidade (como a temperatura do vapor principal), a fim de reduzir a resistência exercida pelo revestimento protetor sobre o fluido e evitar que o mesmo se rompa sob a ação do fluido, pode-se utilizar um revestimento protetor com inserção superficial ou resistências térmicas do tipo “heat sleeve”. No caso das resistências térmicas com inserção superficial, a profundidade de inserção no tubo de vapor principal deve ser de no mínimo 75 mm ； A profundidade padrão de inserção de uma resistência térmica de tipo “heat sleeve” é de 100 mm ； ◆Se for necessário medir a temperatura dos gases de escape no duto de exaustão, mesmo que o diâmetro do duto seja de 4 m, basta inserir a resistência térmica a uma profundidade de 1 m ； ◆Quando a profundidade de inserção do elemento de medição exceder 1 m, deve-se instalá-lo da maneira mais vertical possível, ou então utilizar suportes e mangas de proteção. 3. Como medir a profundidade de inserção de termopares, resistências térmicas e termômetros bimetálicos após recebê-los? ①O comprimento de inserção do termopar ou da resistência térmica, fixado por meio de roscas, corresponde ao comprimento desde a superfície de vedação na parte posterior das roscas até sua extremidade superior (o comprimento das roscas também é levado em consideração) ； http://yunrun.com.cn/upload/201908/02/201908022229468499.png ②A profundidade de inserção do termômetro bimetalico é a distância desde a superfície de vedação na parte superior da rosca até o topo do termômetro (o comprimento da rosca não é considerado) ； http://yunrun.com.cn/upload/201908/02/201908022249481986.png ③ A profundidade de inserção do sensor de temperatura, no caso de instalação em flanges fixos, corresponde ao comprimento entre a superfície de vedação do flange e sua extremidade superior (não se leva em conta a espessura do flange) ； http://yunrun.com.cn/upload/201908/02/201908022242242520.png ④ Termopares e resistores térmicos com rosca móvel ou flange móvel, permitindo que o usuário ajuste a profundidade de inserção dentro da faixa total de comprimento. 4. Qual é a relação entre a profundidade de inserção e o comprimento total dos termopares, das resistências térmicas e dos termômetros bimetálicos? Comprimento total do sensor de temperatura = Profundidade de inserção do sensor de temperatura + Comprimento da parte traseira. ① No caso de termopares e resistores térmicos de montagem convencional, o comprimento total é igual à profundidade de inserção + 150 mm (150 mm é um valor padrão; ele pode ser aumentado ou diminuído conforme as necessidades de instalação no local). ②Comprimento total dos termopares e resistores térmicos de estrutura especial = profundidade de inserção + dimensões da estrutura padrão definidas pelo fabricante (essa dimensão não tem restrições normativas; deve-se seguir as informações técnicas do produto fornecidas pelo fabricante). ③ Comprimento total da sonda bimetálica = profundidade de inserção + comprimento da extremidade posterior (não há restrições padrão; deve-se seguir as informações técnicas do produto fornecidas pelo fabricante). Mesmo que os termopares, resistores térmicos e termômetros bimetálicos tenham qualidade adequada, é essencial realizar uma instalação correta. Para obter resultados precisos e minimizar erros, é fundamental prestar atenção à profundidade de inserção desses dispositivos.