測(cè)量學(xué)第八章—熱量測(cè)量

1、安徽工業(yè)大學(xué)中國(guó)馬鞍山主講人：魯進(jìn)利手機(jī)mail：2011.92022-1-151第2篇：測(cè)量?jī)x表熱流計(jì)熱流計(jì)第八章第八章熱量計(jì)熱量計(jì)2022-1-152q授課時(shí)間：2學(xué)時(shí)q主要內(nèi)容l測(cè)量傳導(dǎo)熱流的熱阻式熱流計(jì)和熱量計(jì)。q重點(diǎn)與難點(diǎn)l熱阻式熱流傳感器的工作原理及校準(zhǔn)，熱量?jī)x的測(cè)量原理第八章：熱量測(cè)量2022-1-153q傳熱基本條件l溫差q傳熱主要方式l導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射q熱流密度定義l單位面積上傳熱的強(qiáng)弱q熱流計(jì)形式l與傳熱方式對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)2022-1-154q構(gòu)成l熱流傳感器、顯示儀表q廣泛應(yīng)用熱流計(jì)2022-1-155q平板狀為例l傅里葉定律l簡(jiǎn)化為一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱8

2、.1.1 熱阻式熱流傳感器工作原理qt1t2 xtq-xtq-xtCE=CEtCECEq=CC=()()CECEtxtq=1=Eq高熱阻型高熱阻型低熱阻型低熱阻型q1E1E22022-1-156qWYP型板式8.1.1 熱阻式熱流傳感器結(jié)構(gòu)qWYR型可繞式1-1-骨架骨架2-2-熱電堆片熱電堆片3-3-引線柱引線柱1-1-芯板芯板2-2-熱電偶接點(diǎn)熱電偶接點(diǎn)3-3-熱電極材料熱電極材料A A4-4-熱電極材料熱電極材料B B2022-1-157q熱流傳感器系數(shù)ClC的物理意義lC的影響因素lC的校準(zhǔn)方法u平板直接法平板直接法u平板比較法平板比較法校準(zhǔn)的基礎(chǔ)是建立穩(wěn)定的具有確校準(zhǔn)的基礎(chǔ)是建立穩(wěn)定

3、的具有確定方向的一維熱流定方向的一維熱流8.1.1 熱流傳感器的校準(zhǔn)CC=q平板直接法l標(biāo)準(zhǔn)熱流傳感器l標(biāo)準(zhǔn)熱流發(fā)生器雙試件雙試件單試件單試件2022-1-158q雙試件法8.1.1 熱流傳感器的校準(zhǔn)q單試件法t1t3t5t6t4t2qqA中心計(jì)量板B保護(hù)板C冷板D熱流傳感器E傳感器保護(hù)圈M絕熱緩沖塊t1t3t5F背保護(hù)板FRIFQq22FRIFQq2J校準(zhǔn)時(shí)保持冷、熱板之間溫差1040J每隔30min測(cè)量溫度、電勢(shì)、熱流密度J4次測(cè)量結(jié)果的偏差1%2022-1-159q平板比較法8.1.1 熱流傳感器的校準(zhǔn)q結(jié)構(gòu)l熱板l冷板l測(cè)量系統(tǒng)t2t1t5t4t3qqA熱板B待標(biāo)熱流傳感器C冷板D熱流

4、傳感器E傳感器保護(hù)圈M絕熱緩沖塊EECECEqC22211J平板直接法：不確定度優(yōu)于3%，重復(fù)性優(yōu)于2%J平板比較法：不確定度優(yōu)于5%，重復(fù)性優(yōu)于2%J二者結(jié)果有異議，以直接法為準(zhǔn)2022-1-1510q平板直接法校準(zhǔn)熱流傳感器，求熱流傳感器系數(shù) 解：例題8.1.1t1t3t5t6t4t2t1t2t3t4p=I2Rq=p/(2F)E1E2WW/m2mVmV62.65 62.7060.860.83.25410.53.0613.12511311ttq22422ttq423121ttttqq材料相同厚度相同21qqq2121/95.2071mWqqqq)/(94.672111mVmWEqC2022-

5、1-15118.1.3 熱流傳感器的安裝q安裝方式l埋入式l表面粘貼式l空間輻射式q被測(cè)物體表面放熱l測(cè)點(diǎn)幾何位置l圓管表面放熱狀況2022-1-15128.1.3 熱流傳感器的安裝q平壁安裝方法l埋入式l表面粘貼式l避開溫度異常點(diǎn)l與表面緊密接觸q管道安裝方法l表面粘貼式l避開溫度異常點(diǎn)l與表面緊密接觸2022-1-15138.1.3 熱阻式熱流計(jì)的誤差分析q誤差因素l傳感器熱阻：溫度場(chǎng)改變l響應(yīng)時(shí)間：保證溫度場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定l使用環(huán)境：傳感器輻射黑度遠(yuǎn)大于保溫層黑度沒有傳感器時(shí)溫度場(chǎng)埋入式溫度場(chǎng)粘貼表面式溫度場(chǎng)保溫層 對(duì)流空氣層保溫層 對(duì)流空氣層保溫層 對(duì)流空氣層2022-1-15148.1.3

6、 熱阻式熱流計(jì)的誤差分析q按一維傳熱處理l被測(cè)層導(dǎo)熱系數(shù)與傳感器導(dǎo)熱系數(shù)相差不大l熱流傳感器厚度相對(duì)于被測(cè)層厚度很小22121/11mWttq22121/11mWRttq22121/11mWRttqqqqqqq 212111111R212111111 R未安裝粘貼式埋入式2022-1-15158.2 熱量及冷量測(cè)量q熱水測(cè)量測(cè)量原理rsmhhqQtChprsmttkqQpCk 2022-1-15168.2 熱量及冷量測(cè)量q熱水測(cè)量?jī)x表的構(gòu)造流量溫度熱量流量傳感器溫度傳感器超聲波流量傳感器電磁流量傳感器機(jī)械式熱水表Pt1000Pt500qVTinTout2022-1-15178.2 熱量及冷量測(cè)量q熱水測(cè)量?jī)x表的類型l整體式u計(jì)算器、流量傳感器和溫度傳感器組成不可分開的整體計(jì)算器、流量傳感器和溫度傳感器組成不可分開的整體u安裝簡(jiǎn)單安裝簡(jiǎn)單u管道密集或在管井中讀數(shù)不便管道密集或在管井中讀數(shù)不便l組合式u計(jì)算器、流量傳感器和溫度傳感器相互獨(dú)立計(jì)算器、流量傳感器和溫度傳感器相互獨(dú)立u安裝工作了較之前者有所增加