Измерение тепловых потоков

Создание теплового потока, постоянного по величине п по направлению, является основной проблемой при измерении коэффициента теплопроводности и требует применения специальных на гревателей и приспособлений для выравнивания температуры. В стационарных методах это молено осуществить, во-первых, измерением количества тепла, либо полученного от образца, либо расходуемого на его нагрев, во-вторых, измерением теплового потока, проходящего через исследуемый образец и эталон. [c.125]

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ [c.271]

Измерение тепловых потоков используется при доводке высокотемпературных машин и аппаратов и при исследовании их рабочих процессов, при определении тепловых потерь и исследовании условий теплообмена поверхностей с потоками газа или жидкости. [c.271]

Методы измерения тепловых потоков и реализующие их устройства весьма разнообразны. Все методы по принципу измерения теплового потока можно разделить на две группы [c.271]

Одни методы могут быть использованы для измерения тепловых потоков как в стационарных, так и в нестационарных условиях, другие имеют ограничения по условиям их использования. Для создания абсолютных (не требующих градуировки) датчиков теплового потока (ДТП) оказываются подходящими одни методы и не подходят другие. [c.272]

В последующих трех параграфах кратко рассмотрены лишь наиболее широко распространенные методы измерения тепловых потоков. Наиболее полно большинство из этих, а также и другие методы рассмотрены в монографии О. А. Геращенко [2]. [c.272]

При измерении тепловых потоков с помощью ДТП значения тепловых потоков определяются с некоторой погрешностью. Составляющие этой погрешности обусловлены конкретными особенностями ДТП, его конструктивным несовершенством, а также тем, что сам ДТП вносит искажения в значения измеряемого теплового потока (например, из-за изменения температуры поверхности датчика по сравнению с температурой поверхности стенки). Первые две составляющие индивидуальны для каждого метода и ДТП, последняя носит общий характер. В связи с этим первые две составляющие обсуждаются в последующем при рассмотрении каждого метода, а последняя — лишь вначале, при рассмотрении датчиков, реализующих калориметрический метод. [c.272]

В этом методе весьма важно правильно измерить среднеинтегральную температуру Т, что, вообще говоря, связано с известными трудностями, так как там, где подводится (отводится) тепло, температура неизбежно распределена неравномерно. Для измерения среднеинтегральной температуры жидкости или газа либо организуют тщательное их перемешивание, либо (что чаще всего) измеряют температуру в нескольких точках поперечного сечения потока с по- следующим их осреднением. Еще более сложно эта задача решается в случае, когда тепло воспринимается твердым телом. В этом случае задачу осреднения температуры решают чаще всего путем специального выбора места расположе-.ния термопары — ее располагают в том месте, где температура наиболее близка или, в лучшем случае, равна среднеинтегральной температуре. Например, при линейном изменении температуры по толщине пластины, взятой в качестве тепловоспринимающего тела, термопару следует располагать в среднем сечении пластины. В случае произвольного расположения термопары при определении теплового потока либо отождествляют измеренную температуру с расчетной, предварительно приняв меры к уменьшению возможной погрешности из-за этого допущения (уменьшенные размеры тела, использование материала с высокой теплопроводностью), либо проводят предварительную тарировку всего устройства для измерения теплового потока. [c.273]

При измерении конвективных тепловых потоков возникают дополнительные погрешности из-за того, что датчик установлен не строго заподлицо с поверхностью. В [8] приведены сведения о том, что измерение теплового потока датчиком, установленным с отклонением +0,13 мм относительно поверхности, дало результаты, отличающиеся на 25 % по сравнению со случаем, когда отклонения составляли 0,05 мм при прочих равных условиях. [c.275]

Общую погрешность измерения теплового потока можно снизить исключением или существенным уменьшением отдельных составляющих благодаря правильному подбору геометрических и теплофизических параметров ДТП, тщательному исполнению и аккуратному монтажу его на поверхности теплообмена. Другие же составляющие, исключить или заметно уменьшить которые не удается, необходимо оценить и в виде поправок ввести в результаты измерения q. [c.275]

Как правило, для измерения теплового потока от постороннего источника электрические устройства применяют в специальных схемах. Приборы этого типа подразделяют на одно- и двухэлементные. В одноэлементных приборах посредством электрического нагрева осуществляется периодическая градуировка элемента, чувствительного к измеряемому тепловому потоку. Принцип измерения теплового потока с помощью этих приборов сходен с принципом пружинных весов, периодически проверяемых по эталонным гирям. [c.276]

Метод вспомогательной стенки. Измерение теплового потока методом вспомогательной стенки заключается в том, что на пути измеряемого теплового потока располагается стенка с известной теплопроводностью. Измеряя в стационарном режиме перепад температуры ДГ (например, термопарами) на толщине стенки б, можно вычислить плотность теплового потока [c.277]

Принцип измерения теплового потока этим методом заключается в том, что разность температуры в центре и на краю фольги А7 прямо пропорциональна тепловому потоку, воспринятому константановой фольгой. Для измерения ДТ к центру константановой фольги припаивают тонкий медный провод 3. Таким образом получается дифференциальная термопара, составленная из медного провода 3, константановой фольги 1 и медного блока 2, горячий и холодный спаи которой образованы соответственно в центре и на периферии фольги. Сигнал этой термопары (термо-ЭДС) е пропорционален АГ и, следовательно, значению измеряемого теплового потока с плотностью q. Для случая постоянной плотности теплового потока по поверхности фольги эта связь установлена аналитическим путем [c.279]

Градиентный метод. Для измерения тепловых потоков с целью определения местных и средних коэффициентов теплоотдачи в последнее время довольно широкое распространение получил градиентный метод. В этом методе искомая величина находится по температурному градиенту на поверхности теплообмена [c.280]

Подробное рассмотрение погрешностей для случая определения градиентным методом интенсивности теплоотдачи на цилиндрической поверхности при стационарных условиях показало, что относительная погрешность градиентного метода измерения теплового потока для рассмотренных условий с доверительной вероятностью 0,95 составляет 12 %. [c.283]

Приборы, служащие для измерений тепловых потоков при установившемся режиме, пригодны и для измерений переменных тепловых потоков (при учете инерционности их чувствительных элементов). Основные трудности здесь заключаются в тарировке прибора и определении связи между записью сигнала на осциллографе и зависимостью = ф(т). [c.289]

При определении коэффициентов теплоотдачи на вращающихся поверхностях необходимо знать плотность теплового потока на поверхности теплообмена. Наиболее удобными для исследования на вращающихся объектах являются датчики теплового потока, в помощью которых плотность теплового потока определяется по температурной информации. Например, для этих целей часто используют градиентный метод измерения тепловых потоков, при котором датчиком является исследуемая деталь, а тепловой поток находят по распределению температуры по поверхности этой детали (см. гл. 14). [c.309]

Для определения X используются график п / и два значения измеренных тепловых потоков в разные моменты времени [c.56]

Точность измерения тепловых потоков возрастает, если использовать известную дифференциальную схему включения в данном случае двух одинаковых оболочек, в одной из которых находится эталонное вещество. Подобная схема применяется и в калориметрах, где в качестве чувствительных элементов используются слоистые тепломеры, связанные с металлическими гильзами-оболочками тепловыми шунтами [7]. [c.101]

В предварительных опытах выпекали, в частности, сдобный хлеб развесом 0,4 кг в печи с автоматическим поддерживанием теплового режима. Чтобы получить плоские заготовки, позволяющие производить измерения тепловых потоков на поверхности и по слоям теста-хлеба, последнее закладывают в прямоугольную металлическую форму с габаритными размерами 150 X 100 х 60 мм. На рис. 7.1 представлены результаты опыта с режимом обогрева, близким к оптимальному для получения более высоких плотностей теплового потока, когда требуется добавочная энергия на испарение влаги при формировании корки, температура греющей среды (кривая 10) плавно повышается в течение 2/3 временного интервала процесса, а затем плавно снижается. [c.151]

Способы измерения теплового потока и температуры. [c.133]

Измерение теплового потока, температур стенки и теплоносителя, скорости течения теплоносителя. [c.166]

Измерение теплового потока и температур. [c.179]

На основании предыдущего соотношение между единицами измерения теплового потока таково I ккал м -ч) = 1,163 вт м . [c.215]

Как было сказано, коэффициент теплопроводности является физическим параметром вещества. В общем случае коэффициент теплопроводности зависит от температуры, давления и рода вещества в большинстве случаев коэффициент теплопроводности для различных материалов экспериментального определения коэффициента теплопроводности [Л. 122, 39, 143, 190, 193]. Большинство из них основано на измерении теплового потока и градиента температур в заданном веществе. [c.12]

Большим достоинством стационарного метода измерения тепловых потоков является возможность его длительного использования в нагретой струе. При расчете теплового потока к непроницаемой поверхности теплозащитного покрытия необходимо вводить поправочный коэффициент на отличие температуры поверхности калориметра от температуры поверхности образца. [c.321]

Наличие значительного перегрева жидкости и температурного скачка на границе раздела фаз связано с малым числом паровых пузырей в объеме жидкости (т. е. с небольшой поверхностью раздела фаз) или вообще с их отсутствием (при свободной конвекции) и значительным термическим сопротивлением на границе раздела фаз. Приближенные оценки граничного термического сопротивления, сделанные на основании измерений теплового потока и разности температур на свободной поверхности раздела фаз [7], показывают, что для натрия в диапазоне давлений насыщения порядка 0,1—1 ат термическое сопротивление на границе раздела фаз составляет около 10- м -ч-град/ккал. [c.250]

Эксперименты проводились на медных образцах. Форма образцов в виде дисков была выбрана вследствие того, что в ТТ часто используется торцовый подвод тепла. Для исследований были выбраны КС в виде радиально-концентрических и перпендикулярно пересекающихся канавок, спеченных медного порошка, волокна и войлока. Параметры КС приведены в табл. 2. Перед экспериментом их рабочая поверхность подвергалась химической обработке с целью улучшения ее смачивания рабочей жидкостью. Из рабочей камеры и из жидкости удалялся также воздух (путем откачки). Во время эксперимента проводилось измерение тепловых потоков, температур в 12 точках и давления насыщенного пара. Все исследования осуществлялись в диапазоне давлений (0,1 — —0,2)-105 Па. [c.77]

Другим решением вопроса может быть исследование поля радиации (q) с последующим расчетом температуры стенки по формулам (9-7) и (9-10). Необходимые для этого коэффициенты теплоотдачи от стенки к пару подсчитываются достаточно надежно и большой ошибки в результат не вносят (за исключением зоны повышенной теплоемкости закритических параметров). Измерения тепловых потоков не требуют остановки парогенератора и при наличии лючков могут охватывать все интересующие экспериментатора области пароперегревателя. Исследования температуры стенки вынуждают создавать неблагоприятные топочные ситуации вблизи точек измерения, что не всегда возможно. Исследования теплового потока не связаны местом и свободны в поисках этих ситуаций. Сами ситуации более естественны. Положительным является и то, что при повреждениях аппаратуры измерения могут быть повторены. [c.209]

Рис. 11-16. Заделка одноэлектродной термопары в трубу для измерения теплового потока.

При измерении теплового потока Ф в ваттах, поверхности S в квадратных метрах поверхностная плотность теплового потока q выразится в ваттах на квадратный метр. [c.17]

Измерение тепловых потоков. [c.53]

Кроме методов этих двух групп разработаны и применяются-множество других методов измерения тепловых потоков, базирующихся на разнообоазных физических явлениях и эффектах. Это, например, методы, основанные на фотоэлектрических и радиометрических эффектах, оптический способ, где конвективный тепловой поток определяется по углу отклонения луча, пропорциональному градиенту температуры в ламинарном подслое, а также методы, основанные на решении обратной задачи теплопроводности. Последние используются в современной теплоэнергетике пока что меньше, чем энтальпийные методы и методы, основанные на решении прямой задачи теплопроводности. Исключение составляют методы, основанные на решении обратной задачи теплопроводности, совершенствование которых при наличии быстродействующих вычислительных машин с большой памятью создало им хорошую основу для практического использования. [c.272]

При градиентном методе измерения теплового потока датчиком обычно служит элемент конструкции, препарированный термопа- [c.282]

Чувствительность датчика определяется принципом измерения теплового потока и конструкцией датчика для каждого типа ДТП она может быть определена аналитическим путем. Выше описан датчик теплового потока, разработанный в Институте технической теплофизики АН УССР и реализующий метод вспомогательной стенки. Теоретическое значение сигнала в этом случае может быть рассчитано по формуле (14.6), откуда чувствительность определится выражением [c.286]

Для измерения тепловых потоков использовали тепломеры толщиной 1,8 мм и диаметром 14...25 мм. Чтобы обеспечить хороший тепловой контакт между тепломером и рыбой перед укладкой рыбы в блок-форму тепломер пришивают к поверхности рыбы. Часть рыбы укладывают в нижнюю часть блока так, чтобы обеспечить контакт элемент с нижней плитой. Другую часть укладывают сверху блока, подбирая толщину слоя рыбы так, чтобы верхняя плита прижималась к тепломеру. Температуру рыбы измеряли с помощью медь-константановых термопар, заделанных в тепломеры, а также с помощью микротермосопротивлений МТ-54. [c.175]

Исследование теплоотдачи пучка труб по методу теплового регулярного режима. Исследования теплоотдачи методом регулярного теплового режима проводились в делом ряде. работ [Л. 5-27, 5-31, 5-55]. В некоторых случаях, как указывалось выле, этот метод облегчает постановку эксперимента, так как не требует измерения тепловых потоков и распределения температурного поля на поверхности исследуемого тела. Последнее обстоятельство особенно важно для тел, имеющих сложную геометрическую форму (лопагки и другие элементы паровых и газовых турбин, трубы с фасонными плавниками, гладкие грубы о-вального поперечного сечения и т. д.). 262 [c.262]

Математический анализ точности формул (16-55) и (16-56) может быть выполнен на основании теории ошибок. При этом возможны два подхода. Первый, когда триинмаютея постоинными величины абсолютных ошибок измерения тепловых потоков qi и и поглощательных способностей ai и аг- При втором подходе принимается постоянство величин относительных ошибок измерения тех же величин. [c.440]

Термозонд представляет собой двусторонний радиометр, позволяющий производить раздельные измерения тепловых потоков, падающих на него с двух сторон. Основными элементами термозонда являются чувствительный элемент теплоприемни к 1, крышка 2, корпус 3 и трубка 4 для вывода термопар. В сверления теплопри-емника /, изготовленного из стали 1Х18Н9Т, закладывается изолированная дифференциальная термопара из ХА так, что горячие спаи находятся на середине отверстий один над другим. [c.116]

Проект экспериментального щита выполняют в соответствии со схемой измерений пароводяного и газовоздушного трактов котлоагрегата. на которой также указывают местные конструктивные изменения такие, как, например, разводка труб под лючки для измерения тепловых потоков тепломерами и т. п. На рис. 4-33 в качестве примера приведена примененная в исследованиях ВТИ схема размещения темературных вставок и лючков в топке котлоагрегата ПК-37, а на рис. 4-34 — принципиальная схема МО ЦКТИ для измерения температурного и гидравлического режимов котлоагрегата ПК-41. Такие схемы должны быть составлены с учетом максимального использования приборов эксплуатационного контроля. [c.139]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...