Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока
Представлены результаты исследования степени влияния различных факторов на одномерность поля теплового потока в теле преобразователя теплового потока, позволяющие аргументировано подбирать оптимальные параметры эталонных ПТП. Наведені результати дослідження ступеню впливу різних факторів на одномірн...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60177 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока / С.И. Ковтун, Л.В. Декуша, Т.Г. Грищенко // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 5. — С. 80-90. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859798724153180160 |
|---|---|
| author | Ковтун, С.И. Декуша, Л.В. Грищенко, Т.Г. |
| author_facet | Ковтун, С.И. Декуша, Л.В. Грищенко, Т.Г. |
| citation_txt | Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока / С.И. Ковтун, Л.В. Декуша, Т.Г. Грищенко // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 5. — С. 80-90. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Представлены результаты исследования степени влияния различных факторов на одномерность поля теплового потока в теле преобразователя теплового потока, позволяющие аргументировано подбирать оптимальные параметры эталонных ПТП.
Наведені результати дослідження ступеню впливу різних факторів на одномірність поля теплового потоку в тілі перетворювача теплового потоку, які дозволяють аргументовано підбирати оптимальні параметри еталонних ПТП.
The research results of different factors influence rate on the heat flow field one-dimensionality in the body of the heat flow transducers are presented, permissive to select correctly the optimal parameters of standard HFT.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:11:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №580
УДК 536.5: 536.6: 621.36: 006.05
Ковтун С.И., Декуша Л.В., Грищенко Т.Г.
Институт технической теплофизики НАН Украины
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭТАЛОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
ТЕПЛОВОГО ПОТОКА
Наведені результати дослід-
ження ступеню впливу різних
факторів на одномірність поля те-
плового потоку в тілі перетворю-
вача теплового потоку, які дозво-
ляють аргументовано підбирати
оптимальні параметри еталонних
ПТП.
Представлены результаты ис-
следования степени влияния раз-
личных факторов на одномерность
поля теплового потока в теле пре-
образователя теплового потока, по-
зволяющие аргументировано под-
бирать оптимальные параметры
эталонных ПТП.
The research results of different
factors influence rate on the heat flow
field one-dimensionality in the body of
the heat flow transducers are presented,
permissive to select correctly the
optimal parameters of standard HFT.
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Ві – числа Био;
D – диаметр;
h – высота;
J – модифицированная функция Бесселя пер-
вого рода;
q – плотность теплового потока;
r, z – цилиндрические координаты;
r – радиус;
R – тепловое сопротивление;
T – температура;
α – коэффициент конвективного теплообмена;
λ – коэффициент теплопроводности;
ρ, ς – безразмерные цилиндрические координа-
ты;
ϑ – безразмерная температура;
АЧТ – абсолютно черное тело;
ИТИ – источник теплового излучения;
ПТП – преобразователь теплового потока;
СНИИМ – Сибирский научно-исследователь-
ский институт метрологии.
Нижние индексы:
0 – исходное значение;
1, 2 – поверхности ПТП;
бок – боковой;
верх – верхний;
НАГ – нагреватель;
ОС – окружающая среда;
ср – среднеинтегральный;
ТБ – термобатарея;
ТС – теплосток;
ХОЛ – холодильник;
Э – эталонный.
В настоящее время теория теплометрии
и созданные на ее основе средства измерения
позволяют обеспечить внедрение ряда нацио-
нальных стандартов Украины в области энер-
госбережения и строительной индустрии [1-8],
в которых рекомендовано проводить тепло-
вые измерения с применением преобразовате-
лей теплового потока, выполненных по ДСТУ
3756-98 [9], поэтому вопрос государственного
обеспечения единства в данной области изме-
рений становится более чем актуальным.
Еще в конце восьмидесятых годов в ИТТФ
были созданы образцовые установки моделей
КГУ-3-20 и КГУ-1-25 с кондуктивным под-
водом энергии, предназначенные для аттеста-
ции эталонных ПТП диаметром 20 мм и 25 мм,
соответственно [10]. Эти ПТП впоследствии
применялись для аттестации и поверки рабо-
чих средств измерения поверхностной плот-
ности теплового потока посредством компари-
рования в установках, как с кондуктивным, так
и радиационным подведением теплоты.
В 1991 году совместно со СНИИМ были
проведены сличения, в результате которых
было установлено, что расхождения в опреде-
лении заданного значения единицы измерения
не превышали 1,5 %, что вполне удовлетворяет
практике теплопоточных измерений и сегодня.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №5 81
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Однако при проведении компарирования, осо-
бенно с радиационным способом подведения
тепловой энергии, в ПТП такого типоразмера
наблюдались значительные краевые эффекты
[11, 12], приводившие в результате к погреш-
ностям на уровне 5…6 %. Этот факт послужил
поводом для проведения аналитического ис-
следования искажения температурных и теп-
ловых полей в ПТП при компарировании с це-
лью выбора его оптимальных параметров.
Основными характеристиками эталонных
ПТП являются их чувствительность к измеря-
емой величине, теплофизические характери-
стики, соотношение размеров чувствительной
и охранной зон и геометрические размеры. Для
выбора этих параметров рассмотрен характер
изменения полей температуры и плотности
теплового потока. С этой целью решена задача
передачи теплоты через ПТП с использованием
уравнения теплопроводности при соответству-
ющих граничных условиях.
Тепловая модель задачи для ПТП, поме-
щенного в установку кондуктивного типа, пред-
ставлена на рисунке 1.
Поставленная задача решена путем опре-
деления распределения стационарного тепло-
вого потока в теле ПТП, представляющем со-
бой ограниченный короткий цилиндр высотой
hПТП и диаметром DПТП = 2rПТП. В сечениях с
координатой z = 0 и z = hПТП, соответствую-
щих торцам ПТП, задано тепловое сопротив-
ление RT1 = RT2 = RK, которое обусловлено кон-
тактным тепловым сопротивлением на поверх-
ностях ПТП, соприкасающихся с источником
и стоком теплоты, имеющими в общем случае
постоянные неодинаковые температуры T1 ≠ T2.
Между боковой поверхностью цилиндра и
теплозащитным экраном происходит теплооб-
мен через газовую прослойку при постоянной
температуре TOC и эффективном коэффициен-
те теплообмена αбок. Тепловое сопротивление
теплообмену на боковой поверхности равно
Rбок = 1/αбок.
При условии осевой симметрии и незави-
симости теплофизических свойств ПТП от тем-
пературы, стационарное распределение тем-
Рис. 1. Тепловая модель ПТП, помещенного
в установку с кондуктивным подводом
тепловой энергии: 1 – ПТП, 2 – источник
теплоты, 3 – теплосток, 4 – слои
контактного теплового сопротивления,
5 – теплозащитный экран.
пературы в массиве ПТП T(z,r) описывается
известным уравнением теплопроводности в
цилиндрических координатах z и r [13]:
(1)
с граничными условиями:
Путем перехода к безразмерным координа-
там:
(3)
при z = hПТП,
при z = 0,
при r = rПТП,
при r = 0. (2)
где і = 1, 2
ОС ОС
ОС ОС ОС
ОС бок
ПТП ПТП
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №582
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
и введения обозначений: RПТП = hПТП/λПТП; Rбок =
= 1/αбок; χПТП= DПТП/hПТП; H = RK/RПТП или Hi =
= RTi /RПТП; γ = RПТП/Rбок; Вібок = αбок·rПТП/λПТП
уравнение (1) и граничные условия (2) преоб-
разуются к виду:
(4)
Решение уравнения (4) при граничных ус-
ловиях (5) для функции температуры в безраз-
мерной форме было получено в работе [14] и
имеет вид:
(6)
где J0(νnρ) – функция Бесселя первого рода ну-
левого порядка, νn – собственные числа, опре-
деляемые из характеристического уравнения:
ν·J0(ν) + Bi·J0(ν);
Kt = Вібок/(αбок·RT1);
An = 2Вібок/(νn·J0(νn)·(Вібок + νn )),
Sn(ς) = (Bn(ς) + Cn(ς))/Zn(M), (7)
где Bn(ς) = ϑ1·(sh(νnMς) + Dn,2·ch(νnMς)),
Cn(ς) = ϑ2·(sh(νnM(1 – ς)) + Dn,1·ch(νnM(1 – ς))),
Zn(M) = (Dn,2+ Dn,1)·sh(νnM) + (1 + Dn,2/Dn,1)·ch(νnM),
при Dn,1 = νn·αбок·RT1/Biбок, Dn,2 = νn·αбок·RT2/Biбок,
M = 2/χ.
На основании (6) для производной от ло-
кальной температуры в безразмерном виде по-
лучено выражение:
(8)
где Kq = 2Kt /χ, Pn(ς) = (Gn(ς) – Nn(ς))/Zn(M), (9)
при Gn(ς) = ϑ1·(ch(νnMς) – Dn,2·sh(νnMς)),
Nn(ς) = ϑ2·(ch(νnM(1 – ς)) + Dn,1·sh(νnM(1 – ς))).
Плотность теплового потока по нормали к
торцевой поверхности в отсутствие теплооб-
мена на боковой поверхности q0 рассматрива-
емого цилиндра конечных размеров, что соот-
ветствует неискаженному тепловому потоку,
рассчитывается по формуле:
q0 = – (Т1 – Т2)/(hПТП /λПТП + RT1 + RT2) =
= – λПТП·ТОС·(ϑ1 – ϑ2)/(hПТП·(1 + RT1/RПТП + RT2/RПТП)).
(10)
Сигнал ПТП, выполненного в виде вспо-
могательной стенки с конкретными конечны-
ми размерами и теплофизическими свойства-
ми, пропорционален значению среднеинтег-
рального теплового потока по поверхности
чувствительного элемента ПТП, а не локаль-
ного, поэтому исходя из определения средне-
интегральной по поверхности плотности теп-
лового потока [15] и выражения (8) для произ-
водной от локальной безразмерной температу-
ры, расчетная формула для плотности средне-
интегрального теплового потока запишется как:
(11)
Аналогично получена расчетная формула
для среднеинтегральной по поверхности тем-
пературы в безразмерном виде:
при ς = 1,
при ς = 0,
при ρ = 1,
при ρ = 0. (5)
2
'
2
-1
ср
1
2
ср
бок
∂
∂ς
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №5 83
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
(12)
Учитывая выражения (10) и (11), приведен-
ная плотность среднеинтегрального по поверх-
ности ПТП теплового потока по отношению к
неискаженному тепловому потоку qcp/q0 опре-
деляется следующим соотношением:
qcp/q0 = qcp(1 + RT1/RПТП + RT2/RПТП)/Δϑ, (13 )
где Δϑ = ϑ1 – ϑ2.
Отношение (13) является критерием сте-
пени распространения искажения теплового
потока.
В таблице 1 систематизированы результаты
счета по формуле (13) в виде графиков, пред-
ставляющих распределение значений приве-
денной плотности среднеинтегрального по по-
верхности ПТП теплового потока qcp1/q0 в за-
висимости от текущего относительного радиу-
са r/hПТП в сечениях ς = 0 и ς = 1, соответству-
ющих тепловоспринимающему (вход) и тепло-
отдающему (выход) торцам ПТП, соответст-
венно, в отсутствие бокового теплообмена.
Табл. 1. Распределение приведенной плотности среднеинтегрального по поверхности ПТП теп-
лового потока на входе и выходе в зависимости от относительного текущего радиуса при ва-
риации геометрического параметра ПТП, температуры отнесения и контактного теплового со-
противления в отсутствие теплообмена на боковой поверхности
1
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №584
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Эти результаты позволяют сделать вывод,
что искажения теплового потока далее пяти
толщин ПТП в глубину от боковой поверхно-
сти преобразователя не проникают.
Необходимо учитывать, что в ПТП вида
вспомогательной стенки разность температу-
ры измеряется термоэлементами, спаи которых
расположены на определенной глубине вспо-
могательной стенки, как показано на рисунке 2.
Поэтому, для определения распределения
среднеинтегрального теплового потока в зави-
симости от глубины заделки термобатареи в
ПТП, плотность среднеинтегрального теплового
потока на выходе из термобатареи запишем
через разность среднеинтегральных значений
температуры:
qcp = λПТП·(Tcp(r,h1) – Tcp(r,h2))/hТБ =
= λПТП·(Tcp(r,h1) – Tcp(r,h2))/(hПТП·( hТБ/hПТП)), (14)
где hТБ – высота термобатареи, h1 и h2 – безраз-
мерные параметры термобатареи в ПТП:
h1 = 0,5(1 – hТБ/hПТП), h2 = 1 – 0,5(1 – hТБ/hПТП). (15)
Критерий степени распространения иска-
жения среднеинтегрального теплового потока с
учетом (14) и (15) имеет вид:
qcp/q0 = (ϑcp(r,h1) – ϑcp(r,h2))/(hТБ/hПТП), (16)
где среднеинтегральная безразмерная темпера-
тура определена формулой (12).
Результаты по формуле (16) в зависимости
от безразмерного текущего радиуса при ва-
риации относительной высоты термобатареи
hТБ/hПТП представлены семействами графиков
в таблице 2.
Основной вывод из этих результатов со-
стоит в том, что при изотермическом испол-
нении нагревателя и теплостока чувствитель-
ность ПТП, у которого толщина внешних за-
щитных слоев по обе стороны термобатареи,
вмонтированной в ПТП, равна 0,1 мм и более,
стабилизируется и перестает зависеть от теп-
лового контактного сопротивления, что совпа-
дает с рекомендациями [16, 17] по проекти-
Рис. 2. Схема расположения термобатареи
в ПТП вида вспомогательной стенки:
1 – ПТП, 2 – термобатарея,
3 – электроизоляционный компаунд.
рованию ПТП. Зона распространения иска-
жений теплового поля не превышает двух тол-
щин ПТП в самом неблагоприятном случае
(при максимальной интенсивности теплооб-
мена по боковой поверхности ПТП, что имеет
место при высоких температурах).
Особенностью всех кондуктивных компа-
раторов является соосное и последователь-
ное расположение одного или двух эталон-
ных и одного аттестуемого рабочего ПТП по
направлению заданного теплового потока, про-
низывающего этот «столбик» из ПТП. Поэто-
му существенным является решение задачи о
минимизации боковых тепловых потерь и кон-
тактного теплового сопротивления.
При выборе условий проведения компари-
рования необходимо регламентировать опре-
деленным образом температуру среды (или
защитного экрана), от значения которой зави-
сит интенсивность теплообмена по боковой
поверхности столбика и, следовательно, ха-
рактер распределения плотности теплового
потока и температуры в преобразователях. Кон-
структивно удобно защитный экран распола-
гать на холодильнике или на нагревателе, при
этом температура экрана будет равна в пер-
вом случае температуре стока теплоты, во-
втором – температуре источника, либо же вы-
полнять защитный экран таким образом, чтобы
его температура была равна среднему ариф-
метическому значению температуры источни-
ка и стока теплоты.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №5 85
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Таблица 3 дает иллюстрацию того, что про-
исходит с искажениями среднеинтегрального
теплового потока и температуры, если изме-
нять температуру защитного экрана.
Для упрощения расчетов в качестве безраз-
мерной температуры взято выражение ϑ(ς,ρ) =
= (Т(z,r) – ТХОЛ)/(ТНАГ – ТХОЛ). Из результатов,
представленных в этой таблице, следует, что
при температуре бокового экрана, равной сред-
нему арифметическому температур источника
и стока теплоты (нагревателя и холодильника),
зона одномерности максимальна. При этом по-
ля температур в аттестуемом и эталонном ПТП
зеркально симметричны и отношение средне-
интегральных по поверхности и высоте теп-
ловых потоков, проходящих через аттестуе-
мый и эталонный ПТП, равно единице.
Это позволяет при анализе погрешностей
компарирования составляющую из-за тепло-
обмена по боковой поверхности и контактных
тепловых сопротивлений не учитывать.
Для получения искомых распределений
плотностей теплового потока и температуры
при радиационном компарировании также ре-
шена задача передачи теплоты с учетом ради-
ационного теплообмена между источником
теплового излучения и поверхностями ПТП
[11] с использованием уравнения теплопро-
Табл. 2. Распределение разности среднеинтегральной безразмерной температуры на выходе и
входе ПТП в зависимости от безразмерного текущего радиуса при вариации геометрического
параметра ПТП, относительной высоты термобатареи и отношения контактного теплового со-
противления ПТП к сопротивлению боковому теплообмену
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №586
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
водности в безразмерном виде (4).
Тепловая модель для данной задачи приве-
дена на рисунке 3.
В данном случае безразмерная температура
ϑ(ς,ρ) = (Т(z,r) – ТПТП)/ТПТП, при этом граничное
условие на верхнем торце ПТП следующее:
∂ϑ(ς,ρ)/∂ς + Віверх·ϑ(ς,ρ) = 0 при ς = 1, (17)
а на нижнем:
1/Н · ∂ϑ(ς,ρ)/∂ς = ϑ(ς,ρ) + ϑ2, при ς = 0, (18)
где Віверх= αверх·hПТП/λПТП, ϑ2 = (ТТС – ТПТП)/ТПТП =
= – 1 (при допущении, что ТТС = 0 и RK = 0).
Решение для функции температуры в без-
размерной форме, также как и при кондуктив-
Табл. 3. Характер искажений среднеинтегральной температуры и приведенной плотности сред-
неинтегрального теплового потока для трех различных вариантов задания температуры защит-
ного экрана в зависимости от относительного текущего радиуса при вариации безразмерной
высоты термостолбика
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №5 87
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV
α верх
α бок
h ТБ
h ПТП
1
2
3
4
5
r ПТП
r
z
T ТC =const
T ПТП,верх
T ПТП,бок
1 - ИТИ (АЧТ), 2 - ПТП, 3 - термобатарея, 4 - слой контактного
термического сопротивления, 5 - теплосток
Тепловая модель метрологической установки с радиационным
подводом тепловой энергии
T ИТИ =const
Рис. 3. Принципиальная схема радиационного
компарирования: 1 – ИТИ (АЧТ), 2 – ПТП,
3 – термобатарея, 4 – слой контактного
теплового сопротивления RK , 5 – теплосток.
ном теплообмене, имеет вид (6), однако, мно-
жители в случае радиационного теплообмена
находят следующим образом:
Kt = 0,5·χ·Biверх,
An = 2Biверх /(νnJ0 (νn)(Biверх+ νn)),
Sn(ς) = [Bn(ς) + Cn(ς)]/Zn(M), (19)
при Bn(ς) = ϑ1(sh(νnMς) + Dn,2ch(νnMς)), Cn(ς) =
= ϑ2(sh(νnM(1 – ς)) + Dn,1ch (νnM(1 – ς))), Zn(M) =
= (Dn,2 + Dn,1)·sh(νnM) + (1 + Dn,2/Dn,1)·ch(νnM),
Dn,1 = νn·λПТП /(αверх·rПТП), Dn,2 = νn ·λПТП·RK /rПТП,
M = hПТП /rПТП.
Соответственно и производная от безраз-
мерной температуры имеет вид (8) с тем лишь
отличием, что здесь
Kq = Biверх. (20)
Отношение плотности среднеинтеграль-
ного теплового потока к плотности теплового
потока в отсутствие теплообмена на боковой
поверхности, т. е. приведенная плотность сред-
неинтегрального теплового потока, определя-
ется следующим выражением:
qcp(z,r)/q0 = qcp(ς,ρ) ·(1 + 1/Biверх + RT2/RПТП), (21)
где qcp(ς,ρ) определяется по формуле (11) с уче-
том (19) и (20).
Вычислительный эксперимент по форму-
ле (21) выполнен для ПТП, толщина которого
hПТП = 2 мм и коэффициент теплопроводности
λПТП = 1,5 Вт/ (м·К); значения геометрическо-
го параметра ПТП DПТП/hПТП = 40, 30, 20 и 10,
которым при данной фиксированной толщине
hПТП соответствуют радиусы ПТП rПТП = 40, 30,
20 и 10 мм; значения контактного теплового
сопротивления взяты равными RК = 0; 0,0005;
0,001; 0,002 и 0,003 м2·К/Вт; температуры обе-
их рассматриваемых поверхностей ПТП равны:
TПТП,верх = TПТП,бок = 300 К. Отношение высоты
полости к ее радиусу принято равным 2,25.
Результаты расчета представлены на графи-
ках таблицы 4.
Полученные результаты однозначно под-
тверждают, что минимальные размеры эталон-
ного ПТП должны быть определены из усло-
вия: DПТП/hПТП = 30, а геометрический параметр
чувствительного элемента – не более 20.
Критерий степени распространения иска-
жения среднеинтегрального теплового потока
с учетом глубины заделки термобатареи в теле
ПТП при радиационном компарировании оп-
ределяется выражением:
qcp/q0 = Δϑ(1 + 1/Biверх + RT2/RПТП)/(hТБ/hПТП), (22)
где Δϑ = ϑ1 – ϑ2.
Результаты расчетов приведенных плотнос-
тей среднеинтегрального теплового потока по
формуле (22) для значения относительной вы-
соты hТБ/hПТП = 0,8 представлены на графиках
таблицы 5.
Выводы
Полученные результаты исследования сте-
пени влияния различных факторов на одномер-
ность поля теплового потока в теле ПТП позво-
ляют аргументировано принять практические
меры по предотвращению возможных его ис-
кажений в зоне расположения чувствительного
элемента. Так, для обеспечения одномерности
теплового потока внутри ПТП он должен быть
выполнен с равномерным тепловым сопротив-
2 2
-1
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №588
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Табл. 4. Распределение приведенной плотности среднеинтегрального теплового потока на входе
в ПТП и выходе из него в зависимости от относительного текущего радиуса при вариации гео-
метрического параметра ПТП, температуры излучателя и контактного теплового сопротивления
лением. Это требование может быть удовлет-
ворено путем изготовления ПТП с охранной
зоной вокруг чувствительного элемента. При
этом охранная зона должна иметь одинаковое с
чувствительным элементом ПТП тепловое со-
противление. Ширина охранной зоны должна
выбираться исходя из наиболее неблагоприят-
ных условий работы эталонных ПТП, которые
наблюдаются при радиационном компариро-
вании вследствие теплопритоков через боко-
вую поверхность, причем искажения теплово-
го поля в данном случае распространяются от
боковой кромки ПТП на глубину, равную пяти
толщинам ПТП.
ЛИТЕРАТУРА
1. ДСТУ 4035-2001. Енергозбереження.
Будівлі та споруди. Методи вимірювання
поверхневої густини теплових потоків та визна-
чення коефіцієнтів теплообміну між огороджу-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №5 89
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Табл. 5. Распределение приведенной плотности среднеинтегрального теплового потока на выходе
из ПТП в зависимости от относительного текущего радиуса и геометрического параметра ПТП,
температуры излучателя и контактного теплового сопротивления при относительной высоте тер-
мобатареи
вальними конструкціями та довкіллям. – Київ:
Держстандарт України, 2001. – 44 с.
2. ДСТУ Б В.2.6-101:2010. Конструкції
будинків і споруд. Метод визначення опору
теплопередач огороджувальних конструкцій. –
Київ: Мінрегіонбуд України, 2010. – 53 с.
3. ДСТУ Б В.2.6-17-2000 (ГОСТ 26602.1-
99) Блоки віконні та дверні. Методи визначен-
ня опору теплопередачі. – Київ: Мінрегіонбуд
України, 2000. – 25 с.
4. ДСТУ Б В.2.7-105-2000 (ГОСТ 7076-99).
Матеріали і вироби будівельні. Метод визна-
чення теплопровідності і термічного опору
при стаціонарному тепловому режимі. – Київ:
Мінрегіонбуд України, 2001. – 21 с.
5. ДСТУ Б В.2.7-228:2010. Будівельні
матеріали. Скло з низькоемісійним м'яким по-
криттям. Технічні умови (ГОСТ 31364-2007,
MOD). – К.: Мінрегіонбуд України, 2010. – 68 с.
6. ДСТУ ISO 8301:2007 Теплоізоляція. Виз-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №590
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
начення теплового опору та відповідних харак-
теристик в стаціонарному режимі. Вимірювачі
теплового потоку. (ISO 8301:1991, IDT). – Київ:
Держстандарт України, 2011. – 40 с.
7. ДСТУ-П CEN/TS 1159-4:2010 Кераміка
технічна спеціальна Теплофізичні характери-
стики керамічних композиційних матеріалів.
Ч.4 Визначення коефіцієнта теплопровідності.
(CEN/TS 1159-4:2004, IDT). – Київ: Держстан-
дарт України, 2012. – 10 с.
8. ДСТУ ISO 9869:2007 Теплоізоляція. Бу-
дівельні елементи. Натурні вимірювання теп-
лового опору та коефіцієнта теплопередаван-
ня (ISO 9869:1994, IDT). – Київ: Мінрегіонбуд
України, 2007. – 46 с.
9. ДСТУ 3756-98 Енергозбереження. Пере-
творювачі теплового потоку термоелектричні
загального призначення. Загальні технічні умо-
ви. – Київ: Держстандарт України, 2000. – 21 с.
10. Грищенко Т.Г., Декуша JI.B., Сало В.П.,
Лапий A.B. Аппаратура для метрологической
аттестации первичных преобразователей те-
плового потока // Сб. науч. тр. «Теплометрия и
теплосбережение»,– Киев, 1991, с. 64-69.
11. Визначення теплових потоків крізь
огороджувальні конструкції. Определение те-
пловых потоков через ограждающие конструк-
ции) / Розробники: Грищенко Т.Г. [та інш.] //
Методика М 00013184.5.023-01 – Нормативний
документ Комітету з будівництва та архітектури
України. – Київ: ЛОГОС, 2002. – 131 с.
12. Декуша Л.В., Грищенко Т.Г., Менделеева
Т.В. Особенности радиационного компарирова-
ния для передачи единицы плотности теплово-
го потока // Міжвідомчий наук.-техн. збірник
«Вимірювальна техніка та метрологія». Вип.
66. – Львів. «Львівська політехніка», 2006. –
С. 64 – 75.
13. Лыков А.В. Теория теплопроводности. –
М.: Высшая школа, 1967. – 599 с.
14. Грищенко Т.Г. Теплометрический экс-
пресс-метод и прибор для определения коэф-
фициента теплопроводности: дис…. канд.техн.
наук / Грищенко Татьяна Георгиевна. – Киев,
1977. – 198 с.
15. Декуша Л.В., Грищенко Т.Г., Менделее-
ва Т.В. Воспроизведение единицы плотности
теплового потока кондуктивным методом //
Вестник Тамбовского гос. технич. университе-
та. Спец. выпуск “Методы и приборы контроля
процессов, состава и свойств веществ”.− Там-
бов: ТГТУ, 2002. −Т.8. − №1. − С.148-156.
16. F. van der Graaf. Heat-flux Sensor //
Chapter 8 of Volume 4 Thermal Sensors. VCH
Verlagsgesellschaft mbh. P.O.Box 1011611,
D-6940 Weinheim, FRG. – 1990. – 28 c.
17. Standeart P. Numerical Analvsis of
Operational Errors with Surface-mounted Heat
Flux Sensors. Report of Research by the Direction
of Prime Minister’s Services. – Policy of Science
National Program of Energy. – Belgium, 1987.
Получено 12.07.2012 г.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60177 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:11:12Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ковтун, С.И. Декуша, Л.В. Грищенко, Т.Г. 2014-04-12T07:49:33Z 2014-04-12T07:49:33Z 2012 Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока / С.И. Ковтун, Л.В. Декуша, Т.Г. Грищенко // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 5. — С. 80-90. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60177 536.5: 536.6: 621.36: 006.05 Представлены результаты исследования степени влияния различных факторов на одномерность поля теплового потока в теле преобразователя теплового потока, позволяющие аргументировано подбирать оптимальные параметры эталонных ПТП. Наведені результати дослідження ступеню впливу різних факторів на одномірність поля теплового потоку в тілі перетворювача теплового потоку, які дозволяють аргументовано підбирати оптимальні параметри еталонних ПТП. The research results of different factors influence rate on the heat flow field one-dimensionality in the body of the heat flow transducers are presented, permissive to select correctly the optimal parameters of standard HFT. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока Basics of the reference design of converters heat flux Article published earlier |
| spellingShingle | Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока Ковтун, С.И. Декуша, Л.В. Грищенко, Т.Г. Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| title | Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока |
| title_alt | Basics of the reference design of converters heat flux |
| title_full | Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока |
| title_fullStr | Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока |
| title_full_unstemmed | Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока |
| title_short | Основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока |
| title_sort | основы проектирования эталонных преобразователей теплового потока |
| topic | Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| topic_facet | Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60177 |
| work_keys_str_mv | AT kovtunsi osnovyproektirovaniâétalonnyhpreobrazovateleiteplovogopotoka AT dekušalv osnovyproektirovaniâétalonnyhpreobrazovateleiteplovogopotoka AT griŝenkotg osnovyproektirovaniâétalonnyhpreobrazovateleiteplovogopotoka AT kovtunsi basicsofthereferencedesignofconvertersheatflux AT dekušalv basicsofthereferencedesignofconvertersheatflux AT griŝenkotg basicsofthereferencedesignofconvertersheatflux |