Устройство для измерения количества тепла

 

(72) Авторы изобретения

Д. Л. Бродер, А. С. Сергеев и О. В. Иноземцев

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА

Q =ИМ»

Изобретение относится к области теплофизических исследований и может быть использовано при измерении количества теплая отводимого от иэделия с помощью хлада ге нта.

Известно устройство для измерения теплового потока, поступающего в изде-лие и отводимого от него хладагентом, содержащее тепловоспринимаюший элемент, подводящий и отводящий патрубки для хлад.агента, термобатареи для измерения тем« пературы хладагента и нагреватель, установленный на выходе хладагента. Измеряемый тепловой поток сравнивается с тепловым потоком от электрического нагревателя известной мощности (1).

Недостаток заключается в сложности устройства и длительности измерения количества тепла.

Наиболее близким по технической сущ ности является калориметрическое устройство, содержащее подводящий и отводящий патрубки для хладагента, нагреватель и

2 термобатареи, подключенные к нуль-органу по схеме сравнения (2).

Хладагент проходит последовательночерез изделие, где нагревается выделяющимся в иэделии количеством тепла, и через нагреватель. При равновесии температур хладагента измеряемое количество тепла где Й - известная мощность нагревателя; - соотношение числа спаев указанных термобатарей.

Однако измеренное таким ус;гройством количество тепла содержит методическую ошибку. Формула (1) справедлива при постоянной теплоемкости хладагента. Теплоемкость зависит от температуры, а уро вень температур в иэделии и в нагревате ле различен, соответственно различны и средние теплоемкости в интервалах темпе ратур изделия и нагревателя.

Целью изобретения является повыше ние точности измерений.

4 з

87098

Указанная цель достигается тем, что нагреватель выполнен из двух нагревательных элементов, один из которых располсьжен в подводящем, а другой - в отводящем патрубке, при этом одна термобатарея расположена с одной стороны нагревателя, а другая - с другой, причем горячие спаи термобатарей размещены в отводящем патрубке, а холодные — в подводящем. 0

На фиг. 1схематические изображено устройство для измерения количества тепла; на фиг, 2 - тепловая диаграмма работы устройст ьа.

Устройство для измерения количества тепла содержит подводящий 1 и отводящий

2 патрубки для хладагента, в каждом из которых расположены нагревательные элементы 3 и 4 .электрического нагревате- ля, термобатареи 5 и 6, подключенные 20 по схеме сравнения к нуль-индикатору 7, позицией 8 изображено изделие, от которого отводится и измеряется тепло. Спаи термобатареи 5 расположены с одной стороны нагревателя, термобатареи 6 - с другой. При этом горячие спаи термобатарей размещены в отводящем патрубке 2, а холодные - в подводящем патрубке 1.

Количество спаев термобатареи 5 равно И (в устройстве, изображенном на 30 чертеже, И =2), количество спаев термобатареи 6 равно р> (И2 =3).

Устройство работает следующим образом.

Хладагент поступает в патрубок 1, нагревается от элемента 3 нагревателя на температуру g7 затем поступает в из1 делие 8, где нагревается на температуру

Ь.ТС и, наконец, элементом 4 нагревателя нагревается еще на температуру Д 2. 40

Термобатарея 5 фиксирует суммарный нагрев хладагента ДТ у

Дт =Дт„+6TN+T+, (2)

2 а термобатарея 6 фиксирует нагрев хлад- 4> агента на температуру gT@,ò. е. нагрев хладагента только в изделии. ТерМо-3jlC этих термобатарей пропорциональна количеству их спаев И,1 и И2,Суммарная мощность обоих элементов нагревателя 8=-Й (+

+ Ng подбирается так, чтобы термо-ЭДС термобатарей 5 и 6 уравновесились, о чем судят цо показаниям нуль-индикато,ра 7.

При Равенстве Tåðìî- ПС åðìo6àõà 51 рей справедливо равенство

ДТ> И., Дт, =n ",Q=Cр Ы, Рср (4) (s) (аТ + т„), СР 1 Й2 где ДТ< и дТ - повышение температу2 ры хладагента от каждого элемента нагревателя.

Из диаграммы очевидно, что при ДТ ч -ДТ 4

1 Q. средние значения теплоемкостей одинаковые при нагреве хладагента от нагревателя и от изделия. Из равенств (2-5) получаем зависимость для определения количества тепла, отведенного от иэделия хладагентом И2 а И и х

Таким образом, при определении количества тепла, отводимого от изделия с помошью хладагента, исключается методическая ошибка и тем самым повышается точность измерений.

М

Формула изобретения

Устройство для измерения количества тепла, содержащее подводящий и отводящий патрубки для хладагента, нагревательи термобатареи, подключенные к нуль-индикатору по схеме сравнения, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью аовышения точности измерений, нагреватель выполнен из двух нагревательных элементов, один из которых расположен в подводящем, а другой - в отводящем патрубке, при этом одна термобатарея расположена с одной стороны нагревателя, а втораяс другой, причем горячие спаи термобатарей размещены в отводящем патрубке, а холодные в подводящем, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Геращенко О. А. Основы теплометрии. К., "Наукова думка, 1971, с. 31.

2. Авторское свидетельство СССР

% 494630, кл. G 01 К 17/10, 1973 (прототип).

6 4

Тепловая диаграмма (фиг. 2) поясняет постоянство теплоемкости хладагента. Для большинства жидкостей зависимость теплоемкости от температуры линейная, т.е. теплоемкостьСп= Q t T. Штриховкой показано количество тепла Ц и ld+ полученного одним килограммом хладагента от нагревателя и от изделия соответственно. При этом:

870986

Составитель Г. Мухина

Редактор О. Филиппова Техред А.Бабинец Корректор Г. Назарова

Заказ 8422/12 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4