Методы измерения тепловых потоков

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

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]

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]

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]

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]

Разработанные приборы и методика измерений позволяют производить определения теплосодержаний веществ в твердой и жидкой фазах и теплоты фазовых переходов с точностью порядка 6%, причем по сравнению с существующими методами измерения теплового потока имеется ряд преимуществ схема установки и проведение опытов упрощены, при проведении определений не требуется ни поддерживать постоянным тепловой поток, ни производить нагрев по определенной программе. [c.159]

При экспериментальном изучении теплового режима наряду с температурными измерениями необходимы также измерения тепловых потоков, теплофизических свойств и коэффициентов теплообмена (теплоотдачи). Имеются методы для исследования теплофизических свойств (теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность) технических материалов разработан ряд методов измерения тепловых потоков [Л. 7, 28, 30, 31, 32, 37 и др.]. [c.3]

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ [c.5]

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]

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]

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]

Известны приборы, основанные на этом методе, измеряющие тепловые потоки с погрешностью до 0,5 % [2]. В технических измерениях погрешности рассматриваемого метода значительно (иногда на порядок) выше. [c.275]

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]

Для экспериментального определения е псевдоожиженного слоя можно применить метод отношения тепловых потоков. По этому методу необходимо первоначально определить собственное излучение от псевдоожиженного слоя прибором, измеряющим лучистый тепловой поток слоя, а затем этим же прибором измерить излучение абсолютно черного тела при температуре слоя. Тепловой поток для абсолютно черного тела можно не измерять, а рассчитать по температуре, измеренной термопарой, находящейся в ядре слоя. Однако в этом случае точность определения е снижается. [c.90]

Нестационарные методы позволяют избежать необходимости измерения тепловых потоков, что связано со значительными трудностями при высоких температурах. [c.61]

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]

Исследование теплоотдачи пучка труб по методу теплового регулярного режима. Исследования теплоотдачи методом регулярного теплового режима проводились в целом ряде работ [Л. 10—14]. В некоторых случаях, как указывалось выше, этот метод облегчает постановку эксперимента, так как не требует измерения тепловых потоков, распределения температурного поля по поверхности исследуемого тела. Последнее обстоятельство особенно важно для тел, имеющих сложную геометрическую форму (лопатки и другие элементы паровых и газовых турбин, трубы с фасонными плавниками, гладкие трубы овального поперечного сечения и др.). [c.199]

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]

Несмотря на расширяющиеся в последние годы исследования с использованием математических моделей, основным методом изучения процессов тепло- и массообмена по-прежнему остается физический эксперимент. В разд. 6 Методы экспериментального изучения процессов тепло- и массообмена основное место занимает изложение применяемых в настоящее время в научных исследованиях методов создания и измерения тепловых потоков, определения температуры поверхности [c.8]

Рис. 7.28. Схема измерений по методу продольного теплового потока

Рис. 7.29. Схема измерений по методу продольного теплового потока для криогенных температур

Для измерения теплопроводности жидкостей может быть использован метод продольного теплового потока (см. рис. 7.28). В этом случае тепловой поток создается вдоль тонкостенной металлической трубки, заполненной исследуемым веществом. При расчете теплового потока следует учитывать его часть, текущую по трубке. [c.421]

Методы измерения температуры (249). 4-2-3. Типы датчиков температуры (250), 4-2-4. Систематические погрешности измерения температуры на поверхности тела (252). 4-2-5. Погрешности измерения температуры жидкостей и газов (255). 4-2-6. Измерение тепловых потоков (258). [c.246]

Николь, Применение нестационарного метода тонкой стенки для измерения тепловых потоков в гиперзвуковых течениях с отрывом. Ракетная техника и космонавтика, 4 (1963). [c.198]

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 определяется опытным путем. Известен ряд методов экспериментального определения коэффициента теплопроводности [Л. 189, 194, 259, 263]. Большинство из них основано на измерении теплового потока и градиента температур в заданном веществе. Коэффициент теплопроводности при этом определяется из соотношения [c.15]

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]

Полученные результаты контролировались измерениями на основе определения средней температуры всей массы анода. Для этого анод с зачеканенными в него термопарами изолировался асбестом. Показания термопар записывались как во время эксперимента (для расчета потока описанным выше способом), так и после пуска (для расчета средней температуры анода). По известной средней температуре, массе и площади соприкосновения с горячим газом определялся средний тепловой поток в стенку. Эти два метода измерения тепловых потоков совпадали с точностью до 15 %. [c.130]

При исследовании аэродинамического нагрева летящих тел можно применять нестационарный или стационарный методы измерений тепловых потоков, поступающих к поверхности тела. В первом методе измеряется скорость нагрева поверхности тела dTjujldt, где темп-ра поверхно- [c.45]

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]

Исследование теплоотдачи по методу постоянного теплового потока. На рис. 6-10 представлена схема измерительного участка для исследования теплоотдачи цилиндрических труб при високих давлениях Л. 6-13] (примерно до 170 бар). Опытная труба / диаметром 6—8 мм выполняется из меди илн никеля с толщиной стенки 0,25 мм и имеет вертикальное расположение. Рабочей жидкостью является вода или парожндкоетная смесь. Она может подаваться в опытную трубу снизу или сверху. После опытной трубы рабочая жидкость проходит систему холодильников и дросселей, а затем поступает в мерные бачки, служащие для периодического измерения расхода, или отводится в дренаж. [c.320]

Результаты расчетов приведены в табл. 2.9 и представлены на рис. 2.17 и 2.18. На этих же графиках показаны результаты опытов Витте и Харпера [36] на реальном двигателе при тех же условиях, для которых были произведены расчеты. Точки соответствуют измерениям тепловых потоков, основанных на нестационарном методе. Ломаной линией показаны результаты балан- [c.60]

Измерение тепловых потоков в ограждения. Для определения тепловых потоков в отдельные элементы ограждений (потолок, стены, пол) использовались два метода. Первый метод применялся для определения тепловых потоков на начальной стадии пожара при /<10 мин. Этот метод базировался на известных положениях теории иагревания нолубесконечного массива при граничных условиях первого рода. Значения локальных тепловых потоков определялись для ка>кчпго фиксированного момента времени с помощью следующей формулы [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...