Způsob absolutního měření součinitele přestupu tepla a jeho radiační složky a zařízení k jeho provádění.

Číslo patentu: 217269

Dátum: 15.07.1984

Autori: Jadavan Jaromír, Tydlitát Vratislav

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Způsob absolutního měření součinitele přestupu tepla a jeho radiační složky v neustálených podmínkách teploty a přestupu tepla mezi materiálem povrchu čidla a známe velikosti povrchu s plynným, kapalným nebo fluidním prostředím vyznačený tím, že se vytápěná část čidla zahřívá na teplotu o stálý teplotní interval vyšší, než je teplota prostředí určená teploměrnou částí čidla a rozdíl teplot se reguluje v závislosti na oschylce napětí rozdílového termočlánku od vztažného napětí odpovídajícího stálému teplotnímu intervalu.

Text

Pozerať všetko

hodnotu součinitele prestupu. Při třetím způsobu se sleduje rychlost vyohláááni nlfukelorimetru o známé tepelné kapecítě e známém poereňadepět v prostředí e čeaově neproměnnýn mi teplotnimm a přeetupovými poměry. Absolutní měření v neustálených teplotnicho přestupových poměrech ee dosud nepreváděle, pouze relativní vztežená k cejchovnim hodnotám.K měření tepelných účinku slunečního záŕeni navrhl K. Angstrőm v r. 1890 tepelná kompenzeční metodu, při která ae stejné zvýšené teploty ozářeného odporového vodiče doeáhne na stejném neozářeném vodiči průchodem elektrického proudu e shodnnst teplot se měřídle nulového nąpěti diferenciálního termočlánku. Toto zařízení není možné použit k určení eoučiuitele přeetupu tepla v podminkách, kde dochází k přestupu tepla prouděnimi zářenim, nebot nugströmův pyroheliemetr neměří konvečni přeetup tepla. Způsob měřeníaoučíniťe 1 epřêstupu teplo podle če. AO 168975 je možno provádět a není jímmožno oddě leně méřit jeho zářivou a Konvekčni složku. Nevýhody doaavadniho zpüsobu měření součini tele přeetupu tepla se složkami konvekčni a tepelné zářivpu jsou z velké částí odstre něn z üsobem konstantní odch lky teploty podle vynálezu. V P É VPodstata zpàsobu současného absołutniho měření součinitele přestupu teplo u jehoradiačni složky mezi materiálem povrchu čiçla známé velikosti povrchu e kepalným, pl ynným či fĺuídnim proatředím obklopujicim čidle v neuatálených teplotnich, rychlostnich,konvekčnIch a látkových poměrech epočivé v tom, že as vytápěná část čidla zahřívá na teplotu o stály teplotni interval vyšší než je teplota prostředí určená teploměrneu částí čidlu n rozdíl telot ae reguluje v záviąloati na odchylce napětí rozdílového termočlánnu od vztažného napětí oúpdvídajiciho atálámu teplotnimu intervalu.Pedctatá měření radiační a konvekčni složky celkové hodnoty součinitele prestuputepla meaíobeolutni černym povrchem e proetŕedim spočívá v aoučeeném využití dvojitéhočidlo eeetúvajicího ze dvou čidel podle předchozího odetevce e tim, že u prveho ěidleje elektrickým proudem vyhžívanš čáet i teplotoměrná üáet opetřene povrchem ełlnäpoh 1 cuj 1 m cim tepelné zàroni (černym) o u druheho ćidlo je pouze elektrickým proudem vyhŠivenečlIt epetŕene povrchem tepelná zúŕeni silně odrňžojicim, přitom tep 1 otomIrnáčáet je opätvopotřene povrchem silně ebeorbujicim (ěerným).Čidlo je evým výstupom (svými výstupy) pripojené přes zdroj erovnúveoiho nepoti ne citlivý etejnoměrný zeeiloveč, regulátor rozdilu teplot e ne přeeodnik napětí ne vykon(wetmetrový obvod). Jednotlivá členy jeou pripojeny perelelně ke zdroji nepájecíćh naplti. Výetupem jeou napětí nebo proud přímo úněrná měřenámu ooučinitoli přeetupu.tep 1 e v neetecionárnich podmínkách. Při měření rediočni e konvekčni složky eoučinitele prestupu tepla se vedla hodnot únârných eoučinitelůh přoetupů teple ne pohlcujtcim e odrezivén čidlo,zeznemenává ještě teplote měření ebsorbujíci teplotemörneu části těchto čideli nejvýhodněji pomoci zvláětniho tem zebudovenáho elektríekćho teploněru.Je velmi výhodné, když jsou jednotlivé části čidle tvoŕeny vždy dvčme deotičkemi vzájemně evými üely epojenyni, mezi nimi je vytvořena dutina, v níž je ulozene topne vinuti uvytćpěné části čídln. Rozeah teplot meni vytápěnou a nevytepěnou čistí eo snimi elektricky nříěomž nřivodvtopného vinutí a termočlánku jeou vyveaeny nn deatičkevitýąnpojovocí díl à tepelné uobřei izolujícího materiálu. Destičkovitý díl se upevnuje ně svorkovnibi Š může být ĺbàtŕěn ą JJ rukojetí, kterou přílody procházejí nebo se upevňuje na stojšnNkdlouhodobýmměřením V 5jeuiném místě. Jako materiál pro destíčky se jeví ąąäýyätânàáéí dobře tapąihä vodivê kovyneb slitiny. Povrch se opatří velmi tenkou, dobře iépěíhé Ě iuujiěijvrátšia hąbabŕijměření zářiqé a proudivé složky přenoeového součinitele ee idàazišén 3 §Šýrćäú džaähneh vyleštěním kovového povrchu a přípodným polovením uáͧénilíQ§šiał§vemĺl i l Hat l Výhody nově navrženého způsobu podle vynálezu jeou nší 2 áąjłcí§jĺli Lze měřit absolutní hodnotu součinítele přestupu teplaíod ,ji-Íjłĺćĺlrĺšišjnizałéii 35555 i(při teplotách blízkých absolutní nule a ve vakuu součinitelrpřeáťďpuanàbývájhodnot~pďdW 0,0 liW/na K) až po hodnoty značné vysoké (až 1000 W/m 2 K§U více) Ň podmínkách neuátáleněi teploty u neustáleného päeatupu tepla jak zářením tak prouděním vevšechpIynnýčh,kupmläZměřený absolutní celkový součinitel prestupu tepla je v zařízení převe§en~na elektnickggsignál, jehož napětí je úměrné hodnotě součinitele a tu velíčinu lze nepřetržitěeaąąlour hodobč enimàt anologouým způsobem (zapiaovačem) nebo číslicově v časovýeh,intprvąlechą i velmi krátkých. J Z měření lze odečítnt IKEEŽÍĚOU hodnotu aoučinitele přeatupu tepla i vypočíat středníRndiační složku záření lze z měrení pomocí dvojitého čídln určovat rovněž v neuetálenych teplotních, přestupuvých a zářivých poměrech registracíobdobnych údajů z leaklého čidląa a následným Výpočtem.Konvekční složka se z naměřenych součinitelů celkového a radiačniho vypočte jako jejich rozdíl U tím i toto se určuje v neustálených poměrech teploty u prestupu tepla.Příklàd způaobu podle vynáleau je popsán na funkci příkludu konkrétníhc provedení zařízení podle vynálezu, který je znázorněn na připcjeném výkreau, kde na obr. 2 je blokové achema zařízení k neatacionárnímu měření. 0 br.l je čidlo k nestacíonárnímu měření v axonometrickém pohledu a čáetečnému řezu. Obr. 4 je blokové chemo zařízení k nestncionárnímu měrení celkového aoučinipele prestupu z jeho záŕivé části a potrebných teplot okolí. Obr. 3 je dvojité čidlo k měření celkového součinítele zářivé části eoučinítelepřeatupu tep la v ustálených teplotních pokěrech v nxonometrickém pohledu o částečně řezu.Zařízení k měření součinitele přestupu tepla v neuetálených teplotních poměrech sestávdlž čidla(obr, 1) a elektroniky s čidlem 21 (v blokovém schematu na obr. 2). Čidlo je tvoŕené čtyřmi čtvercovýmí destičkami ,g, Q, 1. Uprostred destiček g a 1 jsou utvořeny dutinyĺ V jejichž středech §sou umístěny avarové spoje rozdílového termočlánku měě - konstantànového ( Cú - Cumí). A Měděné vodiče elektrickeho teploměru § jeou vyvedeny jako vstup do elektroniky spojovacímtepelné izolujicím členem lg ve tvaru plemene 2, který je dvouvretvý.Okulo termočlánkovćho spoje na deatičce 5 je nalepen mezi dvěma tenkýmí papírovýmí listy łł a ll vodič 2 topnéha vinutí z knnetantanu tak, že vyplňuje revnoměrně plochu destićek L,g, 1, 5. Hozdílový termočlánek 1 a topné vinutí Ä jsou co nejdokonaleji elektricky odizoloviny od destíček ł, 5, 1, 1 u navzňjem vhodným lepíalem. Volbou tohoto lepidla je zaručen dobrý tepelný kontakt mezi topným vinutín 4 A destičkomi L o g. Měděné vodiče elektrického teploměru Q jsou společně nalepeny mezi tenkýml papírovýni listy Q, ll, gg, li, kteréjsou eevřeny tepelné a elektricky izolujícími deskamí 3 o lg spojovacího členu. Destičkył .Vg, Q o 1 o izolující deaky 2 a gg jsou navzájem enýtovány. xodiče topného vinutí Ž, 1 jsou dále připájeny k prívndnímu kabelu cínem u spolu 5 vývody rozdílového termečlánku§ jsou vedeny jako čtyřpronenný kabel prostřednictvím ovorek do dalších přístrajů.Vývody termočlánku z knlorinetrické čáetí čidla 5 ~ vit. obr. 2 - jsou připojeny jako vstup na zesilovač 55 nízkych napětí, který svým výstupom je připojen na vstup regulátoru 5 j rozuílu teplot. Topné vinutí u čidlu 5 je nopájeno regulátorel Q rozdílu teplot.Pnrolelní výstup z regu 1 átorugj rozdílu teplot je veden no prevodník napětí gg na výkon(wottnetrovy obvod). Z prevodníku napětí gg ke výstup snímún paralelněručkovým měriolemšâ n znpieovačem 31, nebo jedním z nich. Zdroj 55 nupájecich napětí je pŕipojen k zesilo vači gg, k regulátoru gg rozdílu teplot ak převoúniku napětí 52 na výkon.Měření souäinitele přestupu tepla v neustálém teplotním stavu .ü.líh kupolného, plynného nebo fluiuního prostredí je založeno na newtonově vztahu mezi teplotou tp pevné látky, což je teplota vytápěnych destiček Ä, 5 čidla a teplotou tv v apulném, plynném nabo fluidním prostredím, na které se uetálí tepletoměrná část čidla tvoíeuá destičkami Q, 3,velikoetí F vnějšího povrchu vytápéných destiček ł, g a tepelným tokem Q do čidlo,kterýžto vztah je vyjádřen taktoVe vztahu (1) se dosadí za rozdíl teplot tp ~ tv hodnotu/teplotního rozdílu Ált, která je udržována čssově nàproměnná, i když se teplotu tv v prostredí mění e časem. Jeatliže se ve vytáñěné částí čídla ztracený tepelný tok Q nahradí etejným výkonem N(W) elektrického proudu priváděnéhe do topného vinutí 2, takže platíQN, (2) vypočte ee eoučinitel .dk prestupu tepla za vzorce (1) o obdrží ee tento vztahJe výhodné, když časové neproměnný rozdíl teplot Alt se volí malý, lze jej však volit v rozmezí od 0,01 do 100.Výknnem N elektrického proudu zavúděnéht do topného vinutí 1 ve vytápéných deetičkdcnL, g čidlo se nahrazují jejich tepelné ztráty do prostředí, které destičky ł, g ochlazujeo tak se udržuje rozdíl teplot tp - tv g t čidlo a proetředí neměnný. Pritom se rozdíl teplot destíčekl,à čidla n prostředí měří rozdílevým termočlánkem a nuněnnoet tohotorozdílu se udržuje s nepatrnými n zanedbatelnými odchylkami pomocí porovnání napětí rozdíluvéhotermočlánku se vztažným elektrickým napätím, které odpovídá telotnímu rozuílu na ter~-5 ozdíl mezi napětím.na evorkúch rozdílovćho termočlánku § n vztnžným nupětím se zesílí v citliwém stejnoeměrnén zeeilovači gg a přeneae se na regulátorg§ rozdílu teplot, ěàerýzvýši neho eníží topný proud I příváděný do topného vinutí Ž do uetálení stavu, kterýzto dějje podstatné rychlejší než změny teplotníd. o přenosových poměrů v prostředí a tak se se zaned» Vy . bntelnym zpožděním určují tepelné přenosné poměry i v neustálených podmínkách.Z hodnoty strjnoeměrného topného proudu I se pomocí převodníku gg při znalostí elektrického odporu z topného vinutí Ž vytvoří napětí U úměrně topnému výkonu N, pro ktorý platí vztahKUNRI 2 v (4) kde á je konstanta (W/V), a hodnota výetupního napětí U se v převodníku napětí na výkonseřídí jednou provždy tak, aby na stupnici zopísovače byla výchylka pro napětí U ve voltech«atejnosměrného napětí rovno hodnotě stupnice pro aoučinitele přeatupu tepla ůL,ve iwattech/ma. K. Velikost povrchu F a součinitel emíse EE povrchu vytápěných destiček L, g čídla se určí jednou provždy při zhotovení číd 1 aobr. l. Vztnžné napětí, ktere určuje no jakém rozáílu At teplot ee udržují vytápěná n nevytápěn( čoot čídlo eo nostoví při zhotovení elektroniky o periodicky jednou no několik set hodín měření se kontroluje, případně eeřituje. Hozdílový termočlánek musí mít přibližně lineární charakteristiku v oboru teplot tv, kterých prostředí nabývá, jonek je nutné výstupní nopětí u knlibrovot.Při měření celkového součinitele u radiační složky součinitele přenosu dvojitým čidlen QLobr. 4) se zaznomenávojí hodnota eoučinitele (K. c naměřená tepelná zâření obsorbujícím.čidlem o hadnoto eoučinitele oQ,L noměřeno pro tepelné záření odrozivýn čidlou. Při doeoženíeoučinitele emise Čip povrchu doetotečně odrazivéhoEL menší než U,J), ee vypočte-rudiočníčd°t Úç.R ooučinitele teplo podle vzorceo konvokční čáIt 0 Čk eoučinitelo přeeüupu tepla mezi absolutne černým těleeen o proetřelínPři ton teplote t oo určí neřením elektrickým teplomüroo (tornočlúnken) uníetěnyu v teplo Ctoměrne části čidln o teploto tip je-teplota povrchů,kter 6 Čvojitá čidlo obkłopují (nopříklodteplote stěn, podlahy a stropu při měření v míetnoeti ee zntenněnyni okny) o kterou jePříklod způeobu podle vynálezu je popeán na funkci kontrolního provedení zařízení podle vynálezu, které je znúzornäno na připojeném výkŕesu obr. 3 v oxononetrickén pohledu a částečně řezu o na obr. 4 je blokove schéma zařízení k měření eoučinitele .přestupu tepla o příslušné, rodioční složky aoučinitele přeetup teplo v uetšlenych i neustálenych teplotních poněrech.Zařízení nokreelenć no připojeném obr. 3 eestává ve svém principu ze systému dvou čidel podle obr. l o 2 příkiodu z tohoto popisu provedení podle vynâlezu. Uvedená obě čidlo ee liší schopností pohlcovat tepelné záření, což je přesněji uwedeno v dalším popisu Konkrétní provedení čidlo k eoučoanému měření celkového součinitele přestupu tepla o jeho zářivé složkyuvedené na obr. 3 eeetává ze čtyř dvojitých čtvereových deatiček 1, l§ lg, L 1 z dobřet,p,1.§ y.diyéh| k.yu, mezi ąggtičkgmi 14 a 1 ą jsou umístěno ídentickú topná vinutí o dvojice V JJ v ..x 1 knú kterými ee něří rozdílv tüpm

MPK / Značky

Značky: měření, provádění, zařízení, přestupu, absolutního, radiační, tepla, součinitele, způsob, složky

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-217269-zpusob-absolutniho-mereni-soucinitele-prestupu-tepla-a-jeho-radiacni-slozky-a-zarizeni-k-jeho-provadeni.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob absolutního měření součinitele přestupu tepla a jeho radiační složky a zařízení k jeho provádění.</a>

Podobne patenty