Zusammenfassung
Fest eingebaute Thermometer, wie sie vielfach in der Technik Anwendung finden, führen oft, infolge des Wärmeaustausches mit der Umgebung, zu erheblichen Meßfehlern. Zwar liegen hierüber schon theoretische Untersuchungen vor, die sich aber darauf beschränken, die Meßfehler, hervorgerufen durch Strahlung und Wärmeableitung, getrennt zu bestimmen und hieraus den Gesamtfehler als algebraische Summe der Einzelfehler abzuleiten. Im besonderen war deshalb die Frage zu prüfen, ob ein solches Verfahren den Anforderungen ausreichender Genauigkeit genügt. Die theoretischen Erörterungen ergaben, daß dies nicht der Fall ist. Sie weisen gleichzeitig den Weg, durch geeignete Maßnahmen eine ausreichende Meßtreue sicherzustellen.
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Literatur
O. Knoblauch u.K. Hencky, Anleitung zu genauen technischen Temperaturmessungen, München und Berlin, 1. Aufl. 1919, 2. Aufl. 1926.—K. Hencky, Zur Technik der Temperaturmessungen, Z. VDI Bd. 68 (1924) S. 297 u. 792.—K. Hencky, Thermometrische Verfahren und Thermometereinbau, inA. Eucken u.M. Jakob, Der Chemie-Ingenieur, Bd. II 3. Teil, Leipzig 1933, S. 82 ff.
VDI-Temperaturmeßregeln, 1. Aufl., Berlin 1936 (2. Auflage erscheint demnächst).
Tauchrohre sind betriebsmäßig fest, Schutzrohre sind betriebsmäßig lösbar mit dem Thermometer verbunden.
Die Frage der Wärmeübertragung zwischen Temperaturfühler und Quecksilbergefäß bei Glasthermometern ist schwer befriedigend zu lösen. Angaben auf Grund von vErsuchen finden sich inA. Kraus, Beitrag zur Normung von Thermometerarmaturen, Arch. Wärmewirtsch. Bd. 10 (1929) S. 301. Über ein neues Füllmittel werden überraschend gute Versuchsergebnisse mitgeteilt in dem Katalog (Tafel 27, 1. Teil, Glasthermometerkatalog) der Schäffer & Budenberg G. m. b. H., Magdeburg-Buckau.
H. Reiher u.K. Cleve, Temperaturmeßfehler in Gasen und überhitzten Dämpfen durch Wärmeableitung von der Meßstelle, Arch. Wärmewirtsch. Bd. 7 (1926) S. 273.
Vgl. hierzu den in Fußnote 4 erwähnten Katalog der Schäffer & Budenberg G. m. b. H., Magdeburg-Buckau. Frühere Vorschläge vonHencky in der in Fußnote 1 zuletzt genannten Arbeit.
Queckstahlthermometer (Quecksilber-in-Stahl-Thermometer) wird hier als Kurzname für die sonst Quecksilberfederthermometer genannte Bauart verwandt (im Englischen: Mercury-in-steel-Thermometer; kurz: Mersteelthermometer).
Vgl. Z. VDI Bd. 68 (1924) S. 792.
Folgende Wärmeleitzahlen geben einen Überblick: «Alte» Werkstoffe: Kupfer.. 300 bis 360 kcal/mh0 Aluminium...180 kcal/mh0 Messing...90 kcal/mh0 Kohlenstoffstahl.. 50 kcal/mh0 «Hochwertige» Legierungen: Chrom-Molybdänstahl... 40 kcal/mh0 Monelmetall... 22 kcal/mh0 Austenitische Chromnickelstähle (V2A, V4A).. 18 kcal/mh0 Invar (36% Ni, Rest Fe)... 9 kcal/mh0
Im deutschen Schrifttum finden sich m. W. keine ausreichenden Angaben über Queckstahlthermometer. Der Verf. beabsichtigt, demnächst eine Übersicht über inländische und ausländische Bauarten zu veröffentlichen mit einer kritischen Bearbeitung der wissenschaftlichen Fragen und der baulichen Gestaltung.
Bei turbulent strömenden Gasen (und überhitzten Dämpfen) ist die Wärmeübergangszahl unter sonst gleichen Umständen umgekehrt verhältnisgleich der vierten Wurzel aus dem Durchmesser des Temperaturfühlers. Bei einer Verringerung des Temperaturfühlers auf halben Durchmesser z. B. steigt also die Wärmeübergangszahl um 19%.
Vgl. auchE. Schmidt, Einführung in die technische Thermodynamik, Berlin 1936, S. 287.
Der Wärmefluß durch die Bodenfläche ist dabei vernachlässigt. Der Einfluß der Bodenfläche mag durch eine vom wahren Baumaß abweichende Wahl der Größel 2 berücksichtigt werden.
Der in Fußnote 4 erwähnte Katalog der Schäffer & Budenberg G. m. b. H., Magdeburg-Buckau, enthält übersichtliche Darstellungen derϕ 1-Funktionen für alle von der Herstellerin im Regelfalle für Glasthermometer gelieferten Temperaturfühler. Zur Ermittlung derα 1-,α 1s ,α i- undα a -Werte sind übersichtliche Nomogramme beigegeben.
Dem in Fußnote 4 erwähnten Katalog mit Genehmigung der Schäffer & Budenberg G. m. b. H., Magdeburg-Buckau, entnommen.
In alle Formeln müssen die benutzten Größen dimensionsrichtig eingeführt werden; Längen sind also z. B. in m auszudrücken. Desungeachtet sind die Größen in der Beschreibung in der üblichen Weise angeführt (Längen also in mm).
Vgl.W. Nußelt, Der Wärmeübergang im Kreuzstrom, Z. VDI Bd. 55 (1911) S. 2021.
Bei «offenem» Tauchrohr (unmittelbarer Bespülung des Quecksilbergefäßes) sind die zu erwartenden Meßfehler noch geringer, als es die Rechnung ausweist.
Der Schäffer & Budenberg G. m. b. H., Magdeburg-Buckau, geschützte Bauart, die unter dem Namen «Sinertia-Stutzen» bekannt ist.
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Während der Drucklegung dieser am 17. 1. 1938 eingegangenen Arbeit erschien ein Aufsatz vonW. Tewes, “Temperaturmeßfehler in strömenden Gasen durch Wärmeableitung und Wärmeabstrahlung von der Meßstelle”, Arch. Wärmewirtsch. Bd. 19 (1938) S. 189. Dieser Aufsatz behandelt die gleiche Aufgabe. Auch das Überlagerungsgesetz wird durch eine gleichartige Formel ausgedrückt; die Gl. 4 a derTewesschen Arbeit läßt sich nämlich—unter Beachtung der Verschiedenheiten in der Bezeichnung—leicht in die in Gl. 26 dieses Aufsatzes enthaltene Fassung bringen. Hinsichtlich der weiteren Unterschiede sei der Leser auf den Vergleich der Aufsätze verwiesen.
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Closterhalfen, A. Meßfehler bei Thermometereinbauten. Forsch Ing-Wes 9, 279–286 (1938). https://doi.org/10.1007/BF02583224
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF02583224