Способ измерения нестационарного теплового потока и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) ЛИ) 3(51) G 01 K 17 08

Г

° 1 . .„(, бОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ," —:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTf T СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а ОСЬ

Ч= (4 в)+ 6 о (в), где Я,с,p,bкоэффициент теплопроводности, теплоемкость, удельная плотность и толщина чувствительного элемента) Я ь и te температуры приемной и обратной поверхностей чувст" вительного элемента) скорости изменения температур приемной и обратной поверхностей чувствительного элемен- та. (21) 3373883/18-10 (22) 29.12,81 (46) 23 ° 06 ° 83. Бюл. Р 23 (72) А.Д.Маркин, В.И.Илкщенко, В.В.Милютин и С.В.Кудряшов (53) 536 ° 5(088.8) (56) 1. Геращенко. О.A. Основы тепло- технического эксперименха. Киев, . Наукова думка, 1971, с. )91.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 397785, кл. G 01 K 17/08, 1973 (прототип) .

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2988268/18-10, . кл. G 01 К 17/08, 1980 (прототип) . .(54) СПОСОБ ИЭМЕРЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНО ГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ измерения нестационарного теплового потока, заключающийся в измерении перепада температур на чувствительном элементе, измерении скорости изменения температуры на приемной поверхности чувствительного элемента и вычислении величины нестационарного теплового потока, о т л ич а .ю шийся тем, что, с целью повышения:точности измерения нестационарного теплового потока путем учета . теплоотдачи с обратной стороны чувствительного элемента, дополнительно из"меряют скорость изменения температуры на обратной схороне чувствительного элемента, а величину нестационарного теплового потока q определяют по формуле 1024751

2 держащее чувствительный элемент, вы" полненный в виде гипертермопары, выход которой через усилитель подклю-. чен к первому входу сумматора, три последовательно соединенных термо" электрических преобразователя, два из которых закреплены на приемной, а один на обратной поверхностях чувсr"" вительного элемента (3).

Однако это устройство не может обеспечнть измерение нестационарного теплового потока по предлагаемому способу.

ЦеЛью изобретения является повышение точности измерения нестационарного теплового потока путем учета теплоотдачи с обратной стороны чувствительного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения нестационарного теплового потока, заключающемуся в измерении перепада температур на чувствительном элементе, измерении скорости изменения температуры на приемной поверхности чувствительного .элемента и вычислении величины нестацйонарного теплового потока, дополнительно измеряют скорость изменения температуры на обратной стороне чувствительного элемента, .а величину нестационарного теплового потока q определяют по формуле

30 где К " постоянный коэффициент; скорость изменения температуры приемной (лицевой) поверхности чувствительного элемента 35

- коэффициент теплопроводностиу

- перепад температур на чувствительном элементе ($t=

"а" 8) 40

b — толщина чувствительного эле.мента.

Недостатком способа является низкая точность измерения нестационарного теплового потока за счет того, что не учитывается скорость измене- 45 ния температуры обратной стороны чувствительного элемента.

Известно устройство для измерения нестационарного теплового потока, со(= ((a=< e) гдеЯ, с,), b

Ф (2 ) (2) рс3

"о ". й3

"о и "8

2 ° Устройство для измерения нестационарного теплового потока, содержащее чувствительный элемент, выпол" ненный в виде гипертермопары, выход которой через усилитель подключен к первому входу сумматора, три последовательно соединенных термоэлектри.еских преобразователя, два из кото1

Изобретение относится к тепловым измерениям и может найти применение при исследовании теплообмена и управ" ления процессами в металлургии, энер. гетике и других отраслях народного хозяйства °

Известен способ измерения тепловых потоков, основанный на использовании метода вспомогательной стенки, сущность которого заключается в измерении температур, на границах этой

10 стенки и расчета теплового потока, проходящего через нее fl) .

Недостатком способа является низкая точность измерения нестационарного теплового потока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения нестационарного теплового потока, заключающийся в измерении перепада температур на чувстви-20 тельном элементе, измерении. скорости изменения температуры на приемной поверхности чувствительного элемента и вычислении величины нестационарного теплового потока (2). В этом способе 25 величину нестационарного теплового потока. определяют по формуле

Ч= at+ ke. (1) рых закреплены на приемной, а один на обратной поверхностях чувствитель" ного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введен дифференциатор, вход которого соединен с выходом термоэлектрических преобразователей, а выход подключен к второму входу сумматора. — коэффициент теплопроводности, теплоемкость, удель" ная плотность и толщина чувствительного элемента;

- температуры приемной и обратной поверхностей чувствительного элементами.

- скорости изменения температур приемной и обратной поверхностей чувстви-.. тельного элемента, 1024751, Составитель В.Куликов

Редактор Т.Кугрышева Техред ц. Пекарь, КорректорА. Ференц

Заказ 4381/37 . Тираж 873 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

В устройство для измерения нестационарного теплового потока, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде гипертермопары, выход которой через усилитель подключен.к первому входу сумматора, три последо- 5 вательно соединенных термоэлектрических преобразователя, два из которых закреплены на приемной, а один на обратной поверхностях чувствительного элемента, введен дифференциатор, вход)9 которого соединен с выходом термоэлектрических преобразователей,авыход подключен к второму входусумматора.

На чертеже приведена блок-схеМа устройства. 15

Устройство. содержит чувствительный элемент 1, выполненный в видегипертермопары, последовательно соединенные термоэлектрические преобразователи 2-4, усилитель 5, дифферен >О циатор .6, сумматор 7.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на чувствительный элемент теплового потока образуется сигнал, пропорциональный величине (t@"tS), который усиливается усилителем 5 в Я /Ь раз и далее поступает на первый вход сумматора 7, Температура приемной и обратной поверхностей чувствительного элемента измеряется термоэлектрическими преобразователями 2-4, Суммарный сигнал с этих преобразователей, пропорциональный величине (21 + С ), диф ференцируется дифференцйатором б, усиливается в дифференциаторе в сЬ/б раэ и далее поступает на втоой вход сумматора 7. Сумматор 7 осуществляет суммирование выходных сиг-. налов чувствительного элемента 1 и дифференциатора б в соответствии с вы;ражением (.2), в результате чего выходной сигнал сумматора оказывается пропорциональнйм величине теплового потока q, Наличие новой операции и новой .расчетнбй формулы выгодно отличает предлагаемый способ от известного, так как вследствие учета теплоотдачи с обратной стороны чувствительного элемента позволяет повысить точность измерения величины нестационарноготеплового потока, а вследствие более эффективной коррекции сигнала чувствительного элемента в 5"б раз уменьшает время, затрачиваемое на опреде ление величины теплового потока, l