Измерение стационарных тепловых потоков

ИЗМЕРЕНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ [c.392]

Измерение конвективного теплового потока в окрестности точки торможения осесимметричной модели, обтекаемой дозвуковой или сверхзвуковой струей, проводится по методу стационарного калориметра или экспоненциальным методом (см. ниже). Полученные данные по величинам тепловых потоков целесообразно сравнить с результатами теоретического расчета [формула (2-21)]. [c.319]

При исследовании теплопроводности методом стационарного теплового потока избыточная температура в цилиндрическом слое исследуемого вещества создается с помощью нагревателя, размещенного на оси внутреннего измерительного цилиндра. После достижения стационарного теплового состояния производятся необходимые измерения. Коэффициент теплопроводности вычисляется по уравнению (1-16). [c.95]

Задачи с установившейся температурой имеют большое практическое значение. Так, установившееся состояние используется в большинстве методов измерения коэффициента теплопроводности. В промышленности стационарные тепловые потоки представляют наибольший интерес. К сожалению, области, в которых нас интересует тепловой поток, редко имеют простые, рассмотренные выше формы. В настоящей главе рассматриваются другие методы, позволяющие получить некоторые сведения о температурах и тепловых потоках в более сложных системах. [c.415]

В большинстве стационарных методов осуществляется абсолютное измерение величины теплового потока, которое производится либо измерением мощности, выде-180 [c.180]

Один из применяемых абсолютных стационарных методов, называемый методом неограниченного плоского слоя, заключается в измерении одномерного теплового потока, направленного перпендикулярно плоскости образца и создающего градиент температур в нем. Образцу придают форму относительно тонкой круглой или квадратной пластинки, одна поверх- [c.439]

Определение коэффициента теплопроводности на приборах стационарного метода заключается в измерении тем или иным способом плотности стационарного теплового потока, протекающего через испытываемый образец, при одновременном измерении перепада температур на образце. Определения теплопроводности производились на предложенном ранее приборе [5], отличительной чертой которого является принципиально новая схема измерения теплового [c.255]

При классификации калориметров теплового потока следует иметь в виду, что в них измеряется разность температур между двумя точками калориметрической системы, возникшая при выделении или поглошении теплоты в реакционном пространстве. Теплообмен между калориметрической системой и окружающей средой продолжается до тех пор, пока не установится изотермический или стационарный режим. Теплообмен осуществляется через твердое тело с определенным термическим сопротивлением, и может быть измерен соответствующий тепловой поток, который полностью зависит от разности температур на указанном термическом сопротивлении. [c.117]

В схеме стандартного Х,-калориметра для измерений в диапазоне А, = 0,04. .. 80 Вт/(м К) образец-пластину и контактирующий с ним тепломер обычно помещают между двумя массивными металлическими блоками с одинаковой теплоемкостью и окружают теплоизоляцией. Верхний блок нагревают на 5. .. 10 К больше нижнего. В образце после некоторой выдержки устанавливается почти стационарный тепловой поток в соответствии с перепадом температур в металлических блоках и суммарным тепловым сопротивлением образца и тепломера. В опыте измеряют перепад температур на образце (АГо) и тепломере (АГт). Теплопроводность расчитывают по формуле [c.541]

Измерение лучистых тепловых потоков является новым методом характеристики теплообмена. Использование этого метода позволяет лучше управлять распределением тепла и тепловым режимом и более эффективно использовать тепловые установки. Непосредственное измерение лучистого теплового потока производится тепломером (термозондом). Тепломеры различают двух типов. В одних устанавливается стационарное тепловое состояние, и тепло, воспринимаемое приемником, передается охлаждающей воде, а в других воспринимаемое тепло расходуется на нагрев приемника до определенной температуры. [c.332]

Методика обработки результатов. Точным методом обработки результатов является расчетно-экспериментальный, при котором величина Лу определяется подстановкой величин измеренных начальной и конечной температур охладителя и температур обеих поверхностей как граничных условий в решение соответствующей задачи стационарной с внешним тепловым потоком, стационарной и нестационарной с объемным тепловыделением. [c.42]

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]

Относительные стационарные методы измерения коэффициента теплопроводности, когда тепловой поток проходит через эталон и через слой покрытия, не нашли достаточного применения, так как при высоких температурах эталонные материалы (мрамор, цемент и др.) еще недостаточно изучены. [c.136]

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]

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]

Градиентный метод позволяет проводить измерения локальных значений теплового потока при произвольном изменении температуры и тепловой нагрузки вдоль поверхности теплообмена в стационарных и нестационарных условиях. Этот метод можно использовать для исследования теплоотдачи и в случае, когда в стенках канала выделяется тепло. Основной недостаток метода — большой объем вычислений при обработке опытных данных при использовании ЭВМ становится второстепенным. [c.281]

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]

Плотность теплового потока подбирали достаточно малой, чтобы не изменить свойств продукта, столь лабильного, как тесто для бисквита, при достаточно высоком сигнале датчиков, определяющем точность измерений. Удовлетворение обоих требований отражалось в стабильных показаниях датчиков теплового потока при стационарном режиме метода циклов, т. е. при определении Я. Поскольку первичным является температурный напор в термостатированных камерах прибора ТК-ТК, между которыми располагали образец, при изменении его свойств неизбежно должен был измениться и тепловой поток через него. [c.138]

Нестационарные методы определения удельной теплопроводности основаны на измерении разности температур в функции времени при неустановившемся тепловом потоке. Преимуществом нестационарных методов является быстрота определения — всего несколько минут, в то время как измерение удельной теплопроводности стационарным способом может потребовать многих часов. Образец испытуемого материала с нанесенными на него термопарами нагревают или непосредственно от электронагревательного элемента, или при внесении в термостат. Возможно также охлаждать предварительно нагретый образец, наблюдая изменения температур в различных точках образца с течением времени соответствующими вычислениями находят значение удельной теплопроводности. [c.167]

В действительности тепловой поток, как и другие внешние параметры, может непрерывно меняться во времени, поэтому понятие о квази-стационарном режиме разрушения требует дальнейшего обобщения. Если время установления постоянной скорости разрушения Xv, вычисленное по фиксированному в любой момент времени т=тй значению <7о или по <7о, определенному на базе измеренных в этот момент соответ-ствующ,их внешних параметров, меньше, чем некоторое характерное время изменения самих внешних параметров, то можно говорить о существовании некоторого обобщенного квазистационарного режима разрушения на всем интервале нагрева. Иными словами, речь идет о возможности замены действительного процесса (например, реальной кривой < о(т)) аппроксимирующей ступенчатой зависимостью. Для каждого уровня qo время установления %v должно быть меньше продолжитель- [c.70]

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]

При проведении опытов измерения производились при стационарном тепловом режиме. Полученные опытные данные позволили рассчитать теплообмен за пределами начального участка при турбулентном движении алюминия в графитовой трубе и подводе к нему со стороны стенки теплового потока, мощность которого постоянна по длине трубы. Методика эксперимента и обработки полученных опытных данных подробно изложена в работе [19]. [c.80]

При осуществлении стационарного метода через два склеенных по торцам цилиндрических образца с адиабатическими поверхностями (рис. 4-1,а) проходит тепловой поток постоянной плотности и производятся измерения температур по длине образцов с помощью набора термопар, расположенных в аксиальном направлении. При наличии качественной теплоизоляции и принятии мер, способствующих выравниванию температуры на боковых поверхностях образцов, кривые 7 =/ /) практически не отличаются от прямых (рис. 4-1,6). [c.101]

В отличие от существующих тепломеров, работающих по принципу дополнительной стенки, предложенный датчик может работать в переменных внешних условиях без искажения замеряемых тепловых потоков. Инерционность прибора 3—7 мин, ошибка измерения в стационарных условиях — до 3% и в переменных — до 10% измеряемой величины. [c.169]

Исходя из уравнения (5-18), общий принцип стационарных методов экспериментального определения коэффициента теплопроводности X веществ сводится к измерению в установившемся режиме теплового потока Q, проходящего через слой исследуемого вещества заданных размеров, и перепада температур на обоих его изотермических поверхностях. [c.303]

Нестационарные методы исследования теплофизических свойств веществ по сравнению со стационарными обладают следующими достоинствами отсутствие необходимости измерения тепловых потоков, значительное уменьшение времени проведения эксперимента, снижение требований к тепловой защите и др. К недостаткам нестационарных методов следует отнести сложность расчетных уравнений и трудность оценки соответствия действительных граничных условий в эксперименте с условиями, принятыми в теории. [c.305]

Фиг. 2.1. Принципиальная схема для измерения теплопроводности методом стационарного продольного теплового потока.

Метод стационарного продольного теплового потока можно использовать именно так, как было описано, только в случае, когда определенно известно, что почти все тепло от нагревателя действительно распространяется вдоль образца от горячего конца к холодному. Хотя тепловой обмен через окружающую среду и вдоль электрических подводов можно сделать малым за счет тщательного конструирования и проведения измерений в вакууме, тепловое излучение ограничивает температуру, вплоть до которой можно использовать этот простейший метод. Для очень плохого проводника тепла, например стекла, тепловые потери за счет излучения могут быть [c.15]

Соотнощения (4.72) и (4.73) справедливы только для стационарных линейных ИПТ, т.е. для таких ИПТ, параметры которых не изменяются под воздействием входного сигнала. Отклонение от этого условия приводит к возникновению так называемых параметрических эффектов и появлению дополнительных погрешностей, носящих также случайный характер. Так, при измерении температуры турбулентного потока случайные пульсации скорости течения вызывают случайные изменения конвективной составляющей коэффициента теплоотдачи и соответственно показателя тепловой инерции ИПТ е (см. (4.31)), являющегося одним из основных параметров передаточных функций (4.21), (4.49). [c.75]

На рис. 9.11 представлена схема реализации данного метода. Образец 2 в виде пластины закреплен с помощью устройства /. Пластина может свободно деформироваться под действием температуры, а изгиб происходит только за счет перепада температур по ее сечению и измеряется устройством 4. Одну из сторон образца охлаждают с помощью охладительного устройства 3. Пластину нагревают внешним тепловым потоком, например, радиационным. Тепловой поток, проходящий через пластину при радиационном нагреве, определяют путем тарировки прибора или измерением количества тепла, отводимого от пластины охлаждающим агентом в стационарном режиме. Радиационный нагрев позволяет создать высокую равномерность теплового потока поверхности пластины. Чтобы падающий радиационный поток полностью проходил через пластину, ее приемную сторону обычно зачерняют. Для измерения температуры образца, при которой измеряется теплопроводность, в измерительной схеме предусматривают устройство 5. Измерение температуры охлаждающей среды может быть также при необходимости использовано для определения температуры пластины (погрешность такого определения мала, если коэффициент теплообмена между средой и пластиной велик). Преимуществом метода является быстрое установление стационарного потока. Температурный коэффициент линейного расширения получают либо измерением, либо из справочных данных. Следует отметить, что коэффициент линейного расширения является величиной более стабиль- [c.60]

Так как платиновая проволока чувствительного элемента термометра нагревается измерительным током, необходимо дождаться, пока тепловой поток не достигнет достаточно стационарного состояния и сопротивление термометра не станет постоянным для обеспечения точности измерений. Время, по истечении которого можно производить измерения, зависит от роста температуры платиновой проволоки, удельной теплоемкости и [c.109]

Наиболее точным методом определения среднемассовой энтальпии и ее профиля в заторможенном потоке является измерение с помощью энтальпиемера [Л. 11-1 и 11-8] (рис. 11-4, а), представляющего по сути дела датчик измерения стационарного теплового потока от струйки газа с известным расходом, попадающей внутрь трубки. Энтальпия определяется простым калориметрическим балансом тепла. Если известно приращение температуры воды внутри охлаждаемого калориметра, то энтальпия газа на входе связана с энтальпией на выходе [c.316]

Теория работы первичного преобразователя в нестационарных условиях. Тепломассомер, основанный на принципе вспомогательной стенки, реагирует на проходящий через него тепловой поток, причем электрический сигнал базовых элементов строго соответствует этому потоку лиць в установившемся режиме. Принятая градуировка тепло-массомеров и тепломеров (см. гл. 5) основана на применении стационарного обогрева датчиков. Поэтому даже при полном отсутствии искажения рабочего процесса сигнал датчика может заметно отличаться от того, который соответствует измеренному потоку в стационарных условиях, если нестационарность рабочего процесса велика. Последняя наступает при условии соизмеримости постоянных времени переходного рабочего процесса и датчика. [c.75]

Относительный стационарный метод определения удельной теплопроводности основан на измерении разности температур между концами образца при установившемся тепловом потоке. Метод состоит в следующем. Между нагревателем 2 (рис. 9-1) с температурой Т (например, сосуд с кипящей водой) и холодильником 6 с температурой Та (например, ящик с тающим льдом) помещены испытуемый образец 3 и образец эта- лонного материала 5 с известным значением удельной теплопроводности Я т- Оба образца представляют собой пластинки одинакового поперечного сечения толщиной t и Образцы закрепляются с помощью прижимной плиты 7. Для обеспечения надежных 1епловых контактов между нагревателем, образцом, эталоном и холодильником предусматриваются металлические прокладки 9. Температура прокладки между образцом и эталоном измеряется термометром 4. Прибор окружен теплоизоляцией /. Для стока воды из холодильника используется трубка 8. [c.166]

Тепловой поток со стороны центральной части трубки подсчитывался по градиенту температур в центральной части, сечению трубки и соответствующему значению коэффициента теплопроводности стенки. Градиенты температур вдоль утолш,енного конца трубки не могли быть подсчитаны на основании прямых измерений, поэтому они приняты равными градиентам температур вдоль гильз термопар. Для подсчета 1 радиентов промерены поля температур вдоль гильз входной и выходной термопар. Измерения сделаны для многих режимов при проведении опытов по теплоотдаче. Кроме основных величин, характеризующих нагрузку, скорость и распределение температур в центральной части трубки, измерялось распределение температур вдоль по гильзам на участке длиной 6 мм в хорошо выдержанных стационарных режимах. Спаи термопар перемещались ступенями по 2 мм от их нормального рабочего положения у торцов гильз. [c.16]

При определении коэффициента теплоотдачи в нестацио нарных условиях вносятся дополнительные погрешности по сравнению со стационарными условиями. Во-первых, это погрешности, связанные с измерением изменяющихся во времени величин с помощью осциллографа. Во-вторых, в части экспериментов при увеличении тепловой нагрузки при постоянном расходе или -при уменьшении расхода при постоянном тепловыделении, когда температура стенки возрастает, только часть выделяемого в стенках трубного пучка тепла идет на нагрев теплоносителя. Плотность теплового потока к теплоносителю определяется по формуле (6.18) или (6.28) как разность внутреннего тепловыделения стенках труб и тепла, идущего на нагрев самой стенки. Погрешность определения [c.207]

Измерения теплового потока 7 проводились с помощью амперметра и вольтметра, показывавшего падение напряжения на измерительном участке нагревателя 2 длиной 200 мм, на котором поле температур и было равномерным. Эти измерения начинались после выхода установки на стационарный режим и уравнивания с помощью регуляторов напряжения РНО-250-5 температур на корпусе печи 1 и трубе охранного нагревателя 4 (Тп = То)-Величина q отнесена к диаметру трубы 6 (d = О.мм), а величина q — к среднему диаметру стенки печи й = = 78 мм). Измеретия толщины отложений 63 проводились на микроскопе УИМ-21 по методике, изложенной в 2-3. [c.79]

На рйс. 29.108 показана схема прибора для измерения теплопроводности абсолютным стационарным методом. Образец 2 в форме диска толщиной 2,5 мм, диаметром 187 мм помещен между нагреваемой пластиной 5 и холодильником в виде медной плиты I. Для плотного прилегания образца к горячей и холодной поверхностям предусматривается специальное нажимное устройство (здесь не показано). Для нагревания образца и поддержания стабильной температуры используются два нагревателя центральный, основной, 12, который выполнен в виде плоской плитки, и периферийный 13 — в виде плоского кольца, окружающего основной нагреватель., Расходуемая электроэнергия измеряется с помощью точных амперметров и вольтметров. Кольцевой нагреватель служит для предотвращения утечек тепла от образца в радиальном направлении. При установившемся тепловом режиме тепло, выделившееся в нагревателе, полностью проходит через испытуемый материал и воспринимается водой, циркулирующей через полость холодильника. Для предотращения утечек тепла вниз служит нижний охранный электронагреватель. Наличие кольцевого и нижнего охранных нагревателей дает основание считать тепловой поток одномерным. В качестве расчетной принимается поверхность центрального нагревателя. Температура поверхности испытуемого материала измеряется с помощью термопар 3 v 4, помещенных на обогреваемой поверхности прибора и на поверхности холодильника. Кроме основных, в приборе используются еще три вспомогательные термопары 14 — для контроля работы кольцевого электронагревателя, S и 5 — для настройки нижнего охранного нагревателя. Показания термопар 3 и 14 должны быть одинаковыми, то же для термопар 8 и 9. Теплопроводность вычисляется по формулам (29.21) и [c.440]

При измерении термо- э. д. с. и теплопроводности стационарным методом необходимо поддерживать на образце постоянный во времени перепад температур при различных средних температурах опыта. Для этого помещают образец в пространственнопеременное температурное поле или пропускают через образец постоянный во времени тепловой поток. [c.147]

Решение общей системы уравнений для потока и тем более сопряженной задачи даже в стационарных условиях очень сложно и во многих практически интересных случаях оно еще не получено. В то же время в инженерной практике наибольший интерес представляют не сами изменения параметров в потоке теплоносителя, а лишь расход, средняя температура, тепловой поток и температура на стенке, а в ряде случаев изменение (иоле) температур в стенках канала, омываемых потоком (т. е. решение задачи для потока интересно лишь с точки зрения определения граничных условий для конструкции). Поэтому как метод расчета широкое распространение получил одномерный способ описания процессов теплообмена в каналах (и пограничном слое). При этом способе течение в канале рассматривается происходящим с постоянными по сечению канала скоростью и температурой, которые могут изменяться лишь в одно.м измерении, по длине канала Обычно ирини.мают среднерасходную скорость [c.15]

Ленточный тепломер обычно используют для измерения тепловых потерь цилиндрических поверхностей с температурой до 90 С. Минимальные потери тепла, измеряемые ленточным тепломером, 30— 50 ккалЦч-м ). Действие тепломера основано на принципе использования дополнительной стенки при стационарном тепловом режиме поток, проходящий через изоляцию, будет практически равен теп-ло1вому потоку, проходящему через тонкую пластинку, наложенную на эту изоляцию. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...