Тепловая инерция

Куном проведено сопоставление затрат материалов на создание воздухонагревателя типа газовзвесь и обычного регенератора для мартеновских печей на 3 и 90 г, а также каупера домны. Показано, что во всех случаях затраты шамота, кирпича, бетона, металла более чем на порядок уменьшаются при переходе к теплообменникам типа газовзвесь . При этом отмечается небольшая тепловая инерция аппарата и возможность быстрого его разогрева. Следует отметить, что по опытным данным Л. Купа коэффициент аэродинамического торможения насадки k в среднем составлял 0,7. [c.373]

Теплообменник должен обеспечивать быстрый выход установки на заданный температурный режим работы вследствие малой тепловой инерции. [c.234]

Для аппаратов наиболее типичны механические и тепловые нагрузки, а для элементов электроприборов - электрические и тепловые. Укрупненно виды нагрузок подразделяют на механические, электрические, акустические, тепловые, гидравлические (пневматические), радиационные, электромагнитные, магнитные, биологические, климатические и химические. Нефтехимические аппараты одновременно подвергаются влиянию, как правило, нескольких видов нагрузок. Действие различных видов нагрузок взаимозависимо. Так, элект]зи -ческие нагрузки деталей электроприборов, как правило, являются следствием появления тепловых нагрузок. В свою очередь, сравнительно большая тепловая инерция материалов приводит к неравномерному распределению температуры по отдельным конструктивным элементам аппаратов, что является причиной неравномерной деформации и, как следствие этого, появления механических нагрузок. [c.72]

Существенным достоинством термоэлектрических термометров при экспериментальных исследованиях является то, что они позволяют измерять температуру с достаточной степенью точности в отдельных точках тела или среды, обладают малой тепловой инерцией и могут быть легко и просто изготовлены в условиях исследовательской лаборатории. Размеры этой точки определяются размером рабочего спая термопары чем меньше его размеры, тем меньше егО тепловая инерция (но тем сложнее изготовление). Остальные достоинства этого термометра обусловлены тем, что его выходной сигнал является электрическим. [c.174]

При измерении быстро изменяющейся во времени температуры возникают особенности, обусловленные нестационарностью процесса теплообмена. Они вызываются тем, что термоприемник (чувствительный элемент термометра) не успевает мгновенно по всему рабочему объему принять температуру, равную температуре окружающей его среды из-за тепловой инерции, а сигнал, возникающий в термочувствительном элементе, передается показывающему или записывающему элементу регистрирующего прибора с некоторым запаздыванием (в результате механической или электромеханической инерции измерительной системы). Суммарное воздействие этих явлений приводит к тому, что измерительная система показывает не мгновенную температуру среды (г), а некоторую отличную от нее, отстающую по фазе температуру и(т). Следовательно, задача состоит в восстановлении истинной температуры (т) по измеренной термометрической системой температуре м(т). [c.179]

Современные регистрирующие приборы, особенно электронные, характеризуются высоким быстродействием, поэтому чаще всегО источник погрешности имеет тепловую природу. В связи с этим ниже рассматриваются только погрешности, обусловленные тепловой инерцией термоприемника. Для ее оценки используется показатель тепловой инерции (постоянная времени) термоприемника е. Величина е численно равна интервалу времени, по истечении которого разность температур среды и термоприемника составляет 0,368 первоначальной разности. Чем меньше е, тем быстрее реагирует термоприемник, а с ростом е его реакция замедляется. [c.179]

При измерении температуры твердых тел необходимо учитывать тепловую инерцию системы тел термоприемник — объект [10]. [c.180]

К проблеме точного определения действительной температуры возможны два подхода 1) создание термоприемника с достаточно малой тепловой инерцией (идеального термоприемника) без введения поправок в его показания 2) измерение температуры термоприемником с конечным значением тепловой инерции с последующей коррекцией результатов ее измерения. [c.180]

Первый подход является предпочтительным, поскольку термоприемники с непосредственным отсчетом удобнее в работе и не требуют точного определения параметров окружающей среды, необходимого в случае внесения поправок. Уменьшение тепловой инерции термоприемника полезно и в случае внесения поправок, так как в этом случае поправка — малая величина, и при определении ее даже со значительной погрешностью абсолютная точность, измерения температуры будет высокой. [c.180]

Полное устранение инерционности реального термоприемника невозможно чаще всего из-за ограничений, вызванных условиями его механической прочности. В связи с этим при практических измерениях быстро изменяющейся нестационарной температуры приходится использовать термоприемники, обладающие ограниченной тепловой инерцией. Характерными способами корректировки измеренной нестационарной температуры, учитывающей инерционность термоприемников, являются 1) расчетная корректировка [c.181]

Большинство известных схем коррекции являются эффективными лишь при стабильных условиях нестационарного теплообмена между термоприемником и исследуемой средой. В последние годы начинают применяться самонастраивающиеся корректирующие системы, которые способны учитывать изменение показателя тепловой инерции термоприемника непосредственно в процессе нестационарных измерений. Приборная реализация этих систем находится пока-в начальной стадии. [c.182]

Подобные физические явления 11 Показатель тепловой инерции (постоянная времени) 179 [c.356]

Международная практическая 172 — термодинамическая 171 термодинамическая 171 условная 171 Тензодатчики 310, 314 Теория локального моделирования 33 Тепловая инерция 179 [c.357]

Другим примером инерционной нелинейности может служить обычное сопротивление, значение которого неизбежно зависит от величины протекающего по нему тока. В силу тепловой инерции температура, а следовательно, и сопротивление такого резисторного элемента не являются мгновенной функцией протекающего по нему тока. Эти инерционные нелинейные активные элементы называются термисторами, и их включение в те или иные автоколебательные системы приводит к ряду особенностей, которые будут рассмотрены ниже. [c.211]

Стеклянные термометры отличаются относительно большой теплоемкостью и тепловой инерцией, и поэтому их следует применять для измерения установившихся температур при значительной рассеиваемой мощности, например внутри каркаса трубчатых эмалированных резисторов. [c.134]

Недостатком ртутного термометра является значительная тепловая инерция. Поэтому при измерении быстро изменяющейся температуры ртутные термометры не применяются, вместо них используются термопары и термометры сопротивления. [c.134]

Полупроводниковые терморезисторы имеют большой температурный коэффициент, достигающий значения — (0,02 ч- 0,06) и высокое начальное сопротивление — порядка 150 кОм. Для изготовления некоторых полупроводниковых терморезисторов используют спекаемые смеси окислов а) меди и марганца (серийно выпускаемые терморезисторы типа ММТ) б) кобальта и марганца (терморезисторы типа КМТ). Применяют и другие окислы, а также сульфиды, селениды, теллуриды и другие полупроводниковые материалы. Эти терморезисторы обладают более высокой чувствительностью и более низкой тепловой инерцией по сравнению с проволочными резисторами. Влияние удлинительных проводов в этом случае также не сказывается на результатах измерения. Однако свойства терморезисторов (воспроизводимость характеристик) в сильной степени зависит от технологии производства и наличия примесей. [c.136]

Малая тепловая инерция установки и ее постоянная готовность к работе. Разогрев газовой печи или печи сопротивления с их массивной футеровкой занимает часы, и на него затрачивается до 40% энергии, расходуемой за смену. [c.209]

Съемные индукционные единицы применяются на крупных пе чах. Использование их на печах малой емкости нецелесообразно, так как основной выигрыш при их применении получается за счет смены изношенных подовых камней без слива металла на печах небольшой емкости с малой тепловой инерцией это невозможно ввиду быстрого остывания металла в ванне до температуры затвердевания. [c.271]

При неизотермических испытаниях существенное значение приобретают вопросы тепловой инерции нагревательного оборудования и собственно образца. Средние скорости нагрева до температуры порядка 800° С при использовании печного нагрева составляют 50 град/мин, пропусканием тока и индукционным способами 500 град/мин и более. [c.218]

Для обеспечения регулирования температурного цикла образца по заданным программам с получением достаточных скоростей процесса требуется использование способов, отличающихся малой тепловой инерцией. Одним из таких способов является нагрев образца пропусканием тока и некоторые другие (например, индукционный нагрев), в которых основной запас тепла определяется образцом. Лимитируют минимальные длительности температурного цикла, достигаемые в испытаниях скорости охлаждения образца, которые оказываются значительно меньшими по сравнению с максимальными скоростями нагрева, составляющими величины порядка 1000° С/мин и более. [c.253]

Для обеспечения регулирования температурного цикла образца по заданным программам с получением достаточных скоростей процесса требуется использование способов, отличающихся малой тепловой инерцией. Такие условия обеспечиваются при нагреве пропусканием тока и охлаждением за счет теплоотвода через охлаждаемые водой шины, крепящиеся на образце. [c.261]

Нагрузки, воздействующие на конструкции, подразделяются на силовые и тепловые. Силовые нагрузки могут приводить к изменению физико-химических свойств материалов, к ползучести и дополнительным температурным деформациям. В ряде случаев этот вид нагрузки может вызвать изменение жесткости отдельных частей, изменение характера распределения внешних поверхностных нагрузок и динамических характеристик самой конструкции. Сравнительно большая тепловая инерция материалов приводит к неравномерному распределению температуры по элементам конструкции. В результате этого возникает неравномерная деформация конструкции, подобная деформация под действием силовых нагрузок. Поэтому обычно и выделяют дополнительные температурные напряжения. [c.23]

При исследовании, например, термической усталости материалов, а также при наблюдении кинетики полиморфных превращений и других явлений важно не только нагреть образец, но и охладить его с требуемой скоростью. При радиационном нагреве скорость охлаждения образца определяется тепловой инерцией системы нагреватель—образец и может колебаться от нескольких до сотен градусов в минуту. Образцы, подвергаемые контактному и индукционному нагревам, охлаждаются со значительно более высокими скоростями, зависящими от их массы. Например, после прекращения пропускания электрического тока через образец, нагретый до 1200° С и имеющий активное сечение 9 мм , в течение первых 5 с снижение температуры происходит со средней скоростью около 50 град/с. Примерно с такой же скоростью охлаждаются образцы, нагреваемые индукционным способом. [c.77]

Электропечь с малой тепловой инерцией. Одним из самых крупных технических дости- [c.193]

Преимущества электропечи с малой тепловой инерцией заключаются в незначительных капитальных затратах и эксплуатационных расходах, возможности автоматического регулирования параметров процесса, увеличении производительности оборудования, повышении качества продукции, снижении стоимости технического обслуживания. Возрастает эффективность использования производственной площади, улучшаются условия труда благодаря очень низкому уровню тепловыделения при работе печи и практическому отсутствию дымовых газов. [c.193]

Прежде всего, для температурного усталостного разрушения характерны режимы со сравнительно небольшим числом циклов и при сравнительно больших напряжениях. Так, если при решении обычных задач усталостной прочности мы оперируем с миллионами циклов, то в случае циклического температурного воздействия приходится иметь дело с десятками, сотнями, самое большее с тысячами циклов. Это не означает, конечно, что эффекты, связанные с циклическим температурным воздействием, не могут проявиться при малых напряжениях и соответственно большом числе циклов. Просто для суждения по этому поводу не имеется объективных данных. Любая конструкция, как правило, обладает большой тепловой инерцией, и цикл температурных напряжений имеет сравнительно большую длительность. Если принять, например, что один цикл длится всего пять минут, то для миллиона циклов потребуется около десяти лет. [c.71]

Важным параметром, преобразователя является показатель тепловой инерции или постоянная времени, определяемая как время, в течение которого тело, помещенное в среду с постоянной температурой, нагревается до 63,2 % значения температуры сре- [c.456]

В большом классе задач можно пренебречь капиллярными эффектами (величинами 2S/a, или но кра1шей мере теплоемкостью или тепловой инерцией 2-фазы. Тогда уравнение притока тепла поверхностной фазы (третье уравнение (4.2.56)) переходит в конечное алгебраическое соотношение [c.208]

Несмотря на такие существенные недостатки, как большая тепловая инерция, невозможность наблюдения и измерения температуры на расстоянии, хрупкость стекла, жидкостные термометры получили широкое распространение как в лабораторной, так и в промышленной практике благодаря таким бесспорным до- стоинствам, как простота конструкции и обращения, низкая стоимость и, самое главное, достаточно высокая точность измерения. Эти термометры применяются для измерения температуры от —200 до -Ь750°С. [c.173]

Рассмотрим термоприемник (авторы предложения Е. У. Репик и Л. Г. Шихов), показанный на рис. 9.5. Камера торможения образуется цилиндрическим насадком 1, надетым на державку термоприемника 2 из изоляционного материала, и имеет несколько вентиляционных отверстий. Чувствительный элемент 3, помещенный в центре камеры, представляет собой тонкостенный цилиндр из высокотеплопроводного металла с припаянными к нему термоэлектродами термопары 5 такое устройство способствует малой тепловой инерции, выравниванию температуры по нему и увеличению поверхности теплообмена. Концентричные экраны 4 уменьшают радиационный тепловой поток к корпусу термоприемника. Рассмотренная конструкция камеры торможения допускает отклонение направления газового Рис. 9.5. Термоприемник для изме- потока ОТ ее ОСИ на 20° без измерения температуры высокоскорост- нения показателей термоприем-.яого газового потока (/ т = 0,96- [c.178]

Конечной целью первого способа является получение уравнений взаимосвязи между истинным t x) и измеренным и(т) значениями температуры объекта. Эти уравнения чаще всего устанавливаются на основе элементарной теории тепловой инерции термоприемников. Так, если температура среды с течением времени изменяется по линейному закону Дт)= о-ЬЬт (Ь==сопз1), то изменение температуры термоприемника ы(т) при начальном условии и х) х=о = Чц будет следующим [c.181]

С расширением диапазона измеряемой температуры предположения о постоянстве теплофизических свойств измерителя и условий внешнего теплообмена, используемые в элементарной теориш тепловой инерции, будут приводить к возрастающей погрешности.. Этот недостаток в значительной степени присущ и методам автоматической корректировки результатов измерения. [c.182]

При тарйровке особое внимание должно быть обращено на кййее Гйо обработки и сборки соприкасающихся поверхностей, поскольку искажение поля теплового потока при контактном подводе анергии может привести к погрешностям тарировки. Кроме того, качество контакта сказывается и на тепловой инерции системы. [c.288]

Следует иметь в виду, что аиалогичиьш упрощенный подход для описания внешнего теплообмена, определяемого параметром Nu,, приводит к дифференцнальному уравнению по времени, что связано с необходимостью более полного учета тепловой инерции прилегающей к пузырьку жидкостп (см. ниже (2.6.24)), [c.124]

Представленное уравнение кинетики теплообмена приближенно учитывает влияние тенлонроводпостп, радиальной конвекции и тепловой инерции жидкости. Оно позволяет существенно упростить расчеты благодаря замене нелинейного уравнения с частными производными и граничными условиями на межфазной [c.205]

Возникает вопрос, насколько затрудняет проведение расчетов ограничение, накладываемое на шаг Ат в явной схеме. Разумеется при численном решении одного однородного уравнения абсурдно пытаться вести интегрирование с шагом Дт, вдвое превышающим постоянную времени тела. Однако при решении системы уравнений теплового баланса, описывающей нестационарный тепловой режим системы тел с сильно отличающимися постоянными времени, такая ситуация может возникнуть. Если время переходного процесса всей системы определяется телами с большой тепловой инерцией, то может появиться необходимость проводить расчет с шагом Дт, который превышает постоянные времени тел с малой тепловой инерцией. Действительно, если выбрать шаг из условия Дт < 2/mmax. /п ,ах — максимальный из темпов охлаждения отдельных тел, то может потребоваться чрезвычайно большое число шагов для расчета дсего нестационарного процесса. [c.31]

Обогрев химических реакторов. При обогреве химических реакторов (Т = 100—400 °С) важна малая тепловая инерция индукционного способа и возможность равномерного нагрева больших поверхностей. Особенно эффективен индукционный обогрев при температурах свыше 200—250 °С. Емкости реакторов достигают десятков кубометров, давления — 10 МПа (автоклавы). Мощность системы обогрева достигает 300 кВт, частота 50 Гц. Удельные мощности обычно не превышают 10 Вт/см . Дальнейшего увеличения мощности без сильного насыщения стали можно достичь, покрывая стенку реактора тонким слоем меди. При этом получается двухслойная среда (см. гл. 3) и напряженность магнитного поля на границе слоев падает. Одновременно возрастает коэс )фицнент мощности устройства. Активное сопротивление и КПД незначительно снижаются. Индукторы часто секционируются для создания автономных температурных зон, регулируемых по сигналам от термопар (рис. 13-9). Для уменьшения взаимного влияния секции разделяются магнитными фланцами 4. Секционирование позволяет также равномерно загрузить фазы сети. Обмотки, 3 делают многослойными из прямоугольного провода с теплостойкой изоляцией. Тепловая изоляция 2 может прокладываться как между корпусом реактора / и обмотками 3, так и снаружи для обеспечения допустимой температуры электроизоляции. [c.225]

Нагревание опытной трубки пропусканием электрического тока позволяет осуществить подвод больших мощностей и получить опытные участки с меньшей тепловой инерцией, чем при использовании электронагревателя с его тепловой и э/ектрнческой защитой. [c.222]

К выходной трубке подключен образцовый манометр. Входная трубка соединяется со стандартным баллоном с двуокисью углерода. Последняя из баллона предварительно пропускается через силикагелевый фильтр, а затем запирается в системе. Термостат имеет два нагревателя, холодильник и мешалку. Один из нагревателей включается через лабораторный автотрансформатор постоянно. Энергия, потребляемая им, подбирается так, чтобы термостат медленно остывал. Второй нагреватель включается через реостат и регулируется так, что при одновременной работе обоих нагревателей температура в термостате медленно повышается. При помощи контактного термометра второй нагреватель периодически включается и выключается, чем обеспечивается изменение температуры, в термостате в заданных границах. Некоторое повышение температуры среды в термостате после выключения второго нагревателя, обусловленное тепловой инерцией, снима( тся с помощью змсевиково-го холодильника, через который протекает охлаждающая вода. Температура среды измеряется образцовым ртутным термометром, а изменение температуры — термометром Бекмана с ценой деления 0,01 град. [c.272]

Наименьшей тепловой инерцией обладает двухкамерная печь с внутренней циркуляцией воздуха. В печи такой конструкции удается с помощью изодромного регулятора поддерживать температуру спекания с колебаниями 1—2°С, К сожалению, разница температуры в конце печи остается более значительной. При массовом производстве деталей и заготовок применяется многозонная (транспортерная) печь непрерывного спекания. Печь имеет три температурные зоны, причем длина каждой зоны соответствует времени пребывания в ней изделия при постоянной скорости движения пода-транспортера. В каждой зоне поддерживается постоянная температура в первой зоне 200—250° С, во второй 330° С, в третьей 375° С. Заготовки и детали укладываются на движущийся транспортер, у входа в печь и выходят после спекания с другого конца печи. Анализ работы схем автоматического регулирования температуры печи показывает, что хотя позиционное регулирование монтируется из недорогостоя-щнх приборов, простых в эксплуатации, однако уступает изо-дромному. Большим недостатком позиционного регулирования является невысокая точность регулирования. Кроме того, не устраняются нежелательные температурные толчки, происходящие при включении и отключении нагревателей. [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...