Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Измерение тепловых потоков при теплопередаче (теплоотдаче в сочетании с теплопроводностью)



Для упомянутой в предыдущем разделе плоской стенки справед­лив следующий закон теплопередачи (Дж/с):

,

где в коэффициенте теплопередачи k 1Дж/(м2*с*К)] наряду с ко­эффициентом теплопроводности [Дж/Дм*с*К)] учтены также и коэффициенты теплоотдачи и [Дж/(м2*c*К)] обеих сторон стенки. На плоскую стенку, через которую проходит измеряемый тепловой поток, накладывают небольшую тонкую пластинку, температуру поверхности которой определяют встроенными тонко­пленочными термопарами. Преимущество измерения таким спо­собом заключается в том, что при этом не требуется знать терми­ческие свойства стенки, а соответствующие свойства пластинки могут быть сведены при градуировке к одной постоянной вели­чине. Такие чувствительные элементы имеют размер примерно 30x30x0,5 мм; диапазон измерения охватывает тепловые потоки от 10 до 100 000 Вт/м2; погрешность составляет 2—5 %. Изгото­вители: например, фирмы Knick (ФРГ), Neumann (ФРГ), TPD Delft (Нидерланды).

При усовершенствовании этого метода измерений Э. Шмидт вместо накладываемой пластинки применил резиновые маты. Приклеивая их к неплоским поверхностям или обертывая ими криволинейную поверхность, можно определить теплоотдачу и от поверхности сравнительно большой площади, например от трубы, сосуда и т. п. Термопары встраивают в обе поверхности мата с та­ким расчетом, чтобы их горячие с холодные спаи располагались точно один против другого (рис. 6). И в этом случае плот­ность теплового потока в соответствии с градуировкой пропорцио­нальна разности температур. Однако накладываемые маты не­сколько нарушают первоначальный теплообмен, что становится заметным при точных измере­ниях. Поэтому такой способ измерения применяют главным образом для определения тер­модинамических констант веще­ства, когда нарушение тепло­вого потока не оказывает влия­ния на результат измерения.

Рисунок 7. Схема составления теплового баланса при измерении тепловых потоков

 

Измерение тепловых потоков в текущих средах.

Значительная часть тепловой энергии передается жидкой или газообразной средами (водой, паром и т. п.), движущимися в замк­нутой трубопроводной сети. Однако по сравнению с передачей электрической энергии по проводам расстояние, на которое может быть передана тепловая энергия, ограничено. Для теплотехниче­ских исследований всех видов нагревательных и холодильных систем нужно измерять выделение и потребление тепла.

Тепловой поток Ф (Дж/с), передаваемый потоком среды — теплоносителя (кг/с) через контрольное сечение площадью А 2)в определенной зоне, для которой составлен тепловой баланс (в зоне процесса, рис. 7), равен

.

Количество тепла, отданного за отрезок времени t2 - t1 определится как интеграл (Дж):

где — разность теплосодержаний (энтальпий, Дж/кг) тепло­носителя на входе (индекс е) и на выходе (индекс а) зоны теплового баланса.

Поскольку в общем случае величина энтальпии представляет интерес только в сопоставлении с определенным уровнем, например с энтальпией при температуре окружающей среды, все изме­рения тепловых потоков являются в сущности разностными изме­рениями.

Отдельные энтальпии, входящие в общее уравнение, можно выразить через соответствующие температуры и удельные теп­лоемкости;

, Дж/с.

Таким образом, измерение теплового потока непосредственно сводится к измерению температур и массовых расходов. Во многих случаях измеряют не массовый , а объемный расход тепло­носителя ; при этом полученный результат будет отличаться только на величину плотности теплоносителя р. Удельные тепло­емкости сi, сами являются функциями температуры . Однако ввиду узости диапазона измерения многих приборов их обычно можно считать постоянными величинами без большого ущерба для точности. Удельная теплоемкость должна быть известна. Для жидкостей уравнение теплового потока еще более упро­щается, так как их удельные теплоемкости не зависят от давления:

, Дж/с.

 


Во всех уравнениях такого вида необходимо принимать во внимание знаки величин в зависимости от того, подводится или отводится тепло, является ли процесс эндотермическим или экзо­термическим, происходит ли охлаждение или нагрев.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.