JP2012154855A - Physical quantity measuring device and physical quantity measuring method - Google Patents
Physical quantity measuring device and physical quantity measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012154855A JP2012154855A JP2011015583A JP2011015583A JP2012154855A JP 2012154855 A JP2012154855 A JP 2012154855A JP 2011015583 A JP2011015583 A JP 2011015583A JP 2011015583 A JP2011015583 A JP 2011015583A JP 2012154855 A JP2012154855 A JP 2012154855A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- physical quantity
- temperature
- pipe
- surface temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、物理量測定装置及び物理量測定方法に関するものである。 The present invention relates to a physical quantity measuring device and a physical quantity measuring method.
熱交換器等に使用される伝熱管の熱抵抗や熱伝導率等の物理量を測定するためには、種々の方法がある。 There are various methods for measuring physical quantities such as thermal resistance and thermal conductivity of heat transfer tubes used in heat exchangers and the like.
例えば、特許文献1には、熱抵抗を測定するための方法として、測定サンプルを加熱軸と冷却軸との間に挟み、測定サンプルの表裏面の温度差と熱量から熱抵抗を求める熱抵抗測定装置が記載されている。
For example, in
また熱伝導率を測定する方法として、試料にレーザ光を照射し、裏面の温度履歴曲線を解析することによって、熱拡散率及び比熱を求め、試料の密度と求めた熱拡散率及び比熱の積から熱伝導率を算出するレーザフラッシュ法がある。 As a method of measuring thermal conductivity, the sample is irradiated with laser light, and the thermal history curve on the back surface is analyzed to obtain the thermal diffusivity and specific heat. The product of the density of the sample and the obtained thermal diffusivity and specific heat. There is a laser flash method for calculating thermal conductivity from the above.
ところで、伝熱管としての多重管は、複数の管が重ね合わされて形成されるが、管と管とを接合するときの圧力等の条件に応じて多重管としての物理量が決定される。すなわち多重管の物理量は未知の場合があり、形成された多重管を実際に測定しなければ、多重管の正確な物理量を特定できない。また、伝熱管としての単管もその処理によっては、処理前後で物理量が変化し、処理後の単管は物理量が未知となる場合がある。 By the way, a multiple tube as a heat transfer tube is formed by superposing a plurality of tubes, and a physical quantity as a multiple tube is determined according to conditions such as pressure when the tubes are joined to each other. That is, the physical quantity of the multi-pipe may be unknown, and an accurate physical quantity of the multi-pipe cannot be specified unless the formed multi-pipe is actually measured. Further, depending on the processing of the single pipe as the heat transfer pipe, the physical quantity may change before and after the processing, and the physical quantity of the single pipe after the processing may be unknown.
このため、伝熱管として使用する単管や多重管の物理量を簡易に測定することが望まれている。 For this reason, it is desired to easily measure physical quantities of single tubes and multiple tubes used as heat transfer tubes.
しかしながら、特許文献1に記載の方法は、試料を例えば丸棒で作成し、試料内の温度勾配を測定しなければならず、又、レーザフラッシュ法は、例えば円盤状にした試料にレーザを照射しなければならない等、伝熱管をそのまま用いるような簡易な方法で、伝熱管の物理量を測定することができない。
However, the method described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、伝熱管の物理量を簡易に測定することができる物理量測定装置及び物理量測定方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the physical quantity measuring apparatus and physical quantity measuring method which can measure the physical quantity of a heat exchanger tube easily.
上記課題を解決するために、本発明の物理量測定装置及び物理量測定方法は以下の手段を採用する。 In order to solve the above problems, the physical quantity measuring device and the physical quantity measuring method of the present invention employ the following means.
すなわち、本発明に係る物理量測定装置は、内側に流体が流れ、物理量が既知の伝熱管である第1の管と、内側に前記流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第2の管と、前記第1の管の外面及び前記第2の管の外面を加熱する加熱手段と、前記第1の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を検出する第1温度検出手段と、前記第2の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を検出する第2温度検出手段と、前記第1温度検出手段によって検出された前記第1の管の外面温度、前記第2温度検出手段によって検出された前記第2の管の外面温度、及び前記加熱手段からの熱流束の値を用いて、前記第2の管の物理量を算出する算出手段と、を備える。 That is, the physical quantity measuring device according to the present invention includes a first tube that is a heat transfer tube with a fluid flowing inside and a known physical quantity, and a second tube that is a heat transfer tube with an unknown fluid and flowing inside. Heating means for heating the outer surface of the first tube and the outer surface of the second tube; and a first temperature detection for detecting an outer surface temperature of a portion of the first tube heated by the heating device. Means, second temperature detecting means for detecting an outer surface temperature of a portion of the second pipe heated by the heating means, and an outer surface temperature of the first pipe detected by the first temperature detecting means. Calculating means for calculating the physical quantity of the second pipe using the outer surface temperature of the second pipe detected by the second temperature detecting means and the value of the heat flux from the heating means. .
本発明によれば、加熱手段によって、内側に流体が流れ、物理量が既知の伝熱管である第1の管の外面と、内側に流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第2の管の外面とが加熱される。そして、第1温度検出手段によって、第1の管における、加熱手段で加熱されている部分の外面温度が検出され、第2温度検出手段によって、第2の管における、加熱手段で加熱されている部分の外面温度が検出される。
なお、第1の管は、物理量の測定の対照となる第2の管に対して基準となる管であり、予め各種物理量が特定されている。
According to the present invention, the heating means causes the fluid to flow inside, the outer surface of the first tube, which is a heat transfer tube with a known physical quantity, and the second tube, which is a heat transfer tube with the fluid flowing to the inside and whose physical quantity is unknown. The outer surface of the is heated. Then, the first temperature detection means detects the outer surface temperature of the portion of the first tube that is heated by the heating means, and the second temperature detection means heats the outer surface of the second pipe by the heating means. The outer surface temperature of the part is detected.
The first tube is a tube that serves as a reference for the second tube that serves as a control for measuring the physical quantity, and various physical quantities are specified in advance.
そして、算出手段によって、第1温度検出手段で検出された第1の管の外面温度、第2温度検出手段で検出された第2の管の外面温度、及び加熱手段からの熱流束の値を用いて、第2の管の物理量が算出される。 Then, the outer surface temperature of the first tube detected by the first temperature detecting unit, the outer surface temperature of the second tube detected by the second temperature detecting unit, and the value of the heat flux from the heating unit are calculated by the calculating unit. Used to calculate the physical quantity of the second tube.
このように、本発明によれば、第1の管の外面温度、第2の管の外面温度、及び加熱手段からの熱流束の値を用いることにより、第2の管の物理量を算出することで、伝熱管としての第2の管そのものを用いて、伝熱管の物理量を簡易に測定することができる。 Thus, according to the present invention, the physical quantity of the second pipe is calculated by using the outer surface temperature of the first pipe, the outer surface temperature of the second pipe, and the value of the heat flux from the heating means. Thus, the physical quantity of the heat transfer tube can be easily measured using the second tube itself as the heat transfer tube.
また、本発明の物理量測定装置は、前記第2の管を、複数の管が重ね合わされて形成される多重管とし、前記算出手段が、前記第1温度検出手段によって検出された前記第1の管の外面温度と前記第2温度検出手段によって検出された前記第2の管の外面温度との温度差を、前記加熱手段からの熱流束の値で除算することによって、前記第2の管の接触熱抵抗を算出してもよい。 In the physical quantity measuring device according to the present invention, the second tube is a multiple tube formed by superimposing a plurality of tubes, and the calculating means is the first temperature detected by the first temperature detecting means. By dividing the temperature difference between the outer surface temperature of the tube and the outer surface temperature of the second tube detected by the second temperature detecting means by the value of the heat flux from the heating means, The contact thermal resistance may be calculated.
本発明によれば、第1温度検出手段で検出された第1の管の外面温度と第2温度検出手段で検出された第2の管の外面温度との温度差を、加熱手段からの熱流束の値で除算することによって、多重管である第2の管の接触熱抵抗を算出するので、多重管の接触熱抵抗を簡易に測定することができる。 According to the present invention, the difference in temperature between the outer surface temperature of the first pipe detected by the first temperature detecting means and the outer surface temperature of the second pipe detected by the second temperature detecting means is calculated as the heat flow from the heating means. By dividing by the value of the bundle, the contact thermal resistance of the second pipe, which is a multiple pipe, is calculated, so that the contact thermal resistance of the multiple pipe can be easily measured.
また、本発明の物理量測定装置は、前記算出手段が、前記第1温度検出手段によって検出された前記第1の管の外面温度Tout1、前記第2温度検出手段によって検出された前記第2の管の外面温度Tout2、及び前記加熱手段からの熱流束qに基づき、次式によって前記第2の管の熱伝導率λ2を算出してもよい。
本発明によれば、第1温度検出手段で検出された第1の管の外面温度、第2温度検出手段で検出された第2の管の外面温度、及び加熱手段からの熱流束に基づいた上記式を用いて、第2の管の熱伝導率を算出するので、伝熱管の熱伝導率を簡易に測定することができる。 According to the present invention, based on the outer surface temperature of the first tube detected by the first temperature detecting unit, the outer surface temperature of the second tube detected by the second temperature detecting unit, and the heat flux from the heating unit. Since the thermal conductivity of the second pipe is calculated using the above formula, the thermal conductivity of the heat transfer pipe can be easily measured.
また、本発明の物理量測定装置は、前記加熱手段が、輻射熱によって前記第1の管の外面及び前記第2の管の外面を加熱してもよい。 In the physical quantity measuring device of the present invention, the heating means may heat the outer surface of the first tube and the outer surface of the second tube with radiant heat.
本発明によれば、輻射熱により非接触で第1の管の外面及び第2の管の外面を加熱するので、接触により加熱する場合に比べて、より均等に加熱することができる。 According to the present invention, since the outer surface of the first tube and the outer surface of the second tube are heated in a non-contact manner by radiant heat, heating can be performed more uniformly than in the case of heating by contact.
また、本発明の物理量測定装置は、前記加熱手段が、前記第1の管の外面及び前記第2の管の外面を、間隙をもって金属ブロックで覆い、該金属ブロックを加熱することで、該金属ブロックから発せられる輻射熱によって前記第1の管の外面及び前記第2の管の外面を加熱してもよい。 In the physical quantity measuring device according to the present invention, the heating means covers the outer surface of the first tube and the outer surface of the second tube with a metal block with a gap, and heats the metal block so that the metal block is heated. The outer surface of the first tube and the outer surface of the second tube may be heated by radiant heat emitted from the block.
本発明によれば、金属ブロックが一旦均等に加熱され、加熱された金属ブロックによって第1の管の外面及び第2の管の外面の加熱が行われるので、第1の管の外面及び第2の管の外面をより均等に加熱することができる。 According to the present invention, the metal block is once heated uniformly, and the outer surface of the first tube and the outer surface of the second tube are heated by the heated metal block. The outer surface of the tube can be heated more evenly.
また、本発明の物理量測定装置は、前記加熱手段によって加熱される前記第1の管の外面、前記第2の管の外面、及び前記金属ブロックの表面に、黒体塗料が塗布されてもよい。 In the physical quantity measuring device of the present invention, black body paint may be applied to the outer surface of the first tube, the outer surface of the second tube, and the surface of the metal block that are heated by the heating unit. .
本発明によれば、より効率的に第1の管の外面及び第2の管の外面を加熱できる。 According to the present invention, the outer surface of the first tube and the outer surface of the second tube can be heated more efficiently.
一方、本発明に係る物理量測定方法は、内側に流体が流れ、物理量が既知の伝熱管である第1の管の外面、及び内側に前記流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第2の管の外面を加熱する第1工程と、前記第1の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を第1温度検出手段で検出すると共に、前記第2の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を第2温度検出手段で検出する第2工程と、前記第1温度検出手段によって検出された前記第1の管の外面温度、前記第2温度検出手段によって検出された前記第2の管の外面温度、及び前記加熱手段からの熱流束の値を用いて、前記第2の管の物理量を算出する第3工程と、を含む。 On the other hand, in the physical quantity measuring method according to the present invention, the fluid flows inside, the outer surface of the first pipe, which is a heat transfer tube whose physical quantity is known, and the second, which is a heat transfer pipe whose physical quantity is unknown. A first step of heating the outer surface of the tube, and a first temperature detecting means for detecting an outer surface temperature of a portion of the first tube that is heated by the heating means, and the second tube, A second step of detecting an outer surface temperature of a portion heated by the heating means by a second temperature detecting means; an outer surface temperature of the first pipe detected by the first temperature detecting means; and the second temperature detecting means. And a third step of calculating a physical quantity of the second pipe using the outer surface temperature of the second pipe detected by the above and the value of the heat flux from the heating means.
本発明によれば、第1の管の外面温度、第2の管の外面温度、及び加熱手段からの熱流束の値を用いることにより、第2の管の物理量を算出することで、伝熱管としての第2の管そのものを用いて、伝熱管の物理量を簡易に測定することができる。 According to the present invention, the heat transfer tube is calculated by calculating the physical quantity of the second tube by using the outer surface temperature of the first tube, the outer surface temperature of the second tube, and the value of the heat flux from the heating means. The physical quantity of the heat transfer tube can be easily measured using the second tube itself.
本発明によれば、伝熱管の物理量を簡易に測定する、という優れた効果を有する。 The present invention has an excellent effect of simply measuring the physical quantity of the heat transfer tube.
以下に、本発明に係る物理量測定装置及び物理量測定方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a physical quantity measuring device and a physical quantity measuring method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本第1実施形態に係る物理量測定装置10の構成図であり、物理量測定装置10は、熱交換器等に用いられる伝熱管の物理量を測定するための装置である。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a configuration diagram of a physical
物理量測定装置10は、内側に流体が流れる単管12A、内側に流体が流れ、複数の管が重ね合わされて形成された多重管(本第1実施形態では、二重管)12B、単管12Aの外面及び多重管12Bの外面を加熱する加熱装置14、単管12A及び多重管12Bへ流体を送出するポンプ16、並びに単管12A及び多重管12Bを流れた流体を冷却し、冷却した流体をポンプ16へ送出する冷却塔18を備えている。
このように、単管12A、多重管12B、ポンプ16、及び冷却塔18は、流体が流れる流路19によって接続されている。
なお、多重管12Bとは、より詳しくは、複数の管が入れ子状に組み合わされ、対向する外周面と内周面が密着された状態で重ね合わされて形成された多重管である。
The physical
Thus, the
More specifically, the
本第1実施形態に係る物理量測定装置10は、一例として、1本の単管12Aと、例えば、形成過程が各々異なる4本の多重管12Bとが配置されている。また、本第1実施形態に係る単管12Aは、多重管12Bの物理量を測定するための基準となる管(基準管)であり、単管12Aの物理量は既知とされている。一方、多重管12Bは、物理量が未知であり、物理量が測定される対象となる評価対象管とされる。
As an example, the physical
本第1実施形態では、一例として、単管12Aと多重管12Bの内径及び外径は同一とする。また、単管12A及び多重管12Bの断面は、特に限定されず、丸型であってもよいし、多角形型であってもよい。さらに、単管12Aと多重管12Bの材質は同一とする。
In the first embodiment, as an example, the
なお、以下の説明において、単管12A及び多重管12Bを区別しない場合は、供試伝熱管12と総称する。
In the following description, when the
そして、ポンプ16から送出された流体は、ストレーナ20を通過して、分岐された流路19によって、並列に配置された各供試伝熱管12に均等に流れる。各供試伝熱管12を流れた流体は、流路19が再び集合することによって、集められ冷却塔18へ戻る。
各供試伝熱管12とストレーナ20との間には、各々バルブ21が設けられており、バルブ21を閉じることで、対応する供試伝熱管12への流体の流れを止めることができる。
Then, the fluid delivered from the
A
また、ストレーナ20よりも下流側には温度計22Aが設けられており、各供試伝熱管12に分配される前の流体は、温度計22Aによってその温度を測定される。また、各供試伝熱管12の出口毎に、流体の温度を検出する温度計22B、及び流体の流量を検出する流量計24が設けられている。
Further, a
さらに、流路19は、ストレーナ20の配置位置よりも上流側で、バイパス流路26が接続されており、バイパス流路26は冷却塔18に接続されている。そして、バイパス流路26に設けられているバルブ28の開度を調節することで、各供試伝熱管12を流れる流体の流量が制御可能とされている。
Furthermore, the
図2は、本第1実施形態に係る加熱装置14の断面図である。
加熱装置14は、輻射熱により対応する供試伝熱管12の外面を加熱する。加熱装置14は、輻射熱により非接触で供試伝熱管12の外面を加熱するので、接触により加熱する場合に比べて、より均等に加熱することができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
The
具体的には、本第1実施形態に係る加熱装置14は、供試伝熱管12の外面を、間隙をもって金属ブロック30で覆い、該金属ブロック30を、外周に巻かれたヒータ32によって加熱することで、該金属ブロック30から発せられる輻射熱によって、供試伝熱管12の外面を加熱する。
Specifically, the
これにより、金属ブロック30が一旦均等に加熱され、加熱された金属ブロック30によって供試伝熱管12の加熱が行われる。そのため、例えば、単にヒータによって各供試伝熱管12の外面を加熱する場合に比べて、各供試伝熱管12の外面をより均等に加熱することができ、後述する多重管の物理量の測定の精度をより高めることができる。なお、本第1実施形態では、一例として金属ブロック30として、熱伝導率の高い銅を用いるが、金属ブロック30として他の金属を用いてもよい。
Thereby, the
また、加熱装置14によって加熱される供試伝熱管12の外面及び金属ブロック30の表面には、黒体塗料が塗布されている。これにより、より効率的に単管12Aの外面及び多重管12Bの外面が加熱される。なお、黒体塗料は、例えば、黒色等であり、輻射率が高く(例えば、0.9以上)なるものであれば既知の何れでもよい。
A black body paint is applied to the outer surface of the test
そして、第1実施形態に係る物理量測定装置10は、各単管12Aにおける加熱装置14で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計22C、及び多重管12Bにおける加熱装置14で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計22Dを備えている。なお、温度計22C,22Dは、供試伝熱管12における加熱装置14で加熱されている部分の略中心に配置されていることが好ましい。
The physical
このように、ポンプ16から送出された流体は、同じ状態量(同じ温度及び同じ流速)によって、加熱されている供試伝熱管12へ流れ、供試伝熱管12で加熱され、冷却塔18へ戻ることによって冷却される。なお、供試伝熱管12へ流れる流体は、冷却塔18によって例えば20℃とされ、加熱装置14は、例えば400℃に供試伝熱管12の外面を加熱する。
In this way, the fluid delivered from the
さらに、物理量測定装置10は、物理量算出装置40(図1参照)を備えている。
物理量算出装置40は、温度計22Cによって検出された単管12Aの外面温度、温度計22Dによって検出された検出された多重管12Bの外面温度、並びに加熱装置14からの熱流束に基づいて、評価対象管である多重管12Bの物理量を算出する。
Furthermore, the physical
The physical
図3は、本第1実施形態に係る物理量算出装置40の電気的構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the physical
本実施形態に係る物理量算出装置40は、物理量算出装置40全体の動作を司るCPU(Central Processing Unit)42、各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたROM(Read Only Memory)44、CPU42による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるRAM(Random Access Memory)46、各種プログラム及び各種データを記憶する記憶手段としてのHDD(Hard Disk Drive)48を備えている。
The physical
さらに、物理量算出装置40は、キーボード及びマウス等から構成され、各種操作の入力を受け付ける操作入力部50、各種画像を表示する、例えば液晶ディスプレイ装置等の画像表示部52、及び温度計22A,22B,22C,22Dと接続され、温度計22A,22C,22Dによって検出された温度を示す温度データを受信する外部インタフェース54を備えている。
Furthermore, the physical
これらCPU42、ROM44、RAM46、HDD48、操作入力部50、画像表示部52、及び外部インタフェース54は、システムバス58を介して相互に電気的に接続されている。従って、CPU42は、ROM44、RAM46、及びHDD48へのアクセス、操作入力部50に対する操作状態の把握、画像表示部52に対する画像の表示、並びに外部インタフェース54を介した温度計22A,22C,22Dからの温度データの受信等を行なうことができる。
The
なお、HDD48には、単管12Aの内径、外径、及び各種物理量、並びに各多重管12Bの内径及び外径等を示す供試伝熱管データが記憶されている。
The
図4は、供試伝熱管12内部の温度勾配を示す模式図である。図4の実線は、単管12Aの温度勾配を示し、破線は、多重管12B(二重管)の温度勾配を示している。
図4に示すように、供試伝熱管12の内面は、流体の温度と略同じであり、外面への加熱によって、その内部において、内面から外面へ向かうに連れて温度が上昇する。
具体的には、単管12Aは、内面から外面に向かい連続的に温度が上昇している。一方、多重管12Bは、管と管との接合面(伝熱管接合面)において、急峻な温度変化が生じている。これは、多重管12Bを構成する管と管との接触により生じる接触熱抵抗の影響によるものである。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a temperature gradient inside the test
As shown in FIG. 4, the inner surface of the test
Specifically, the temperature of the
このように、複数の管が重ね合わされて形成されている多重管12Bは、管と管との接触による接触熱抵抗が生じることとなるが、単一の管で形成されている単管12Aには、接触熱抵抗は生じない。
この接触熱抵抗は、管と管とを接合させる際の圧力等の条件によっても変化すると考えられるが、実際の測定によってでしか正確にその値を特定できない。
As described above, the
This contact thermal resistance is considered to change depending on conditions such as pressure when joining the tubes, but the value can be accurately specified only by actual measurement.
そこで、本第1実施形態に係る物理量算出装置40は、接触熱抵抗の無い単管12Aを基準として、多重管12Bの接触熱抵抗を算出する。
接触熱抵抗を算出するにあたり、物理量測定装置10は、各加熱装置14のヒータ32へ流す電流値を一致させることによって、各供試伝熱管12への加熱装置14からの熱流速q(W/m2)を一致させる。
その後、物理量測定装置10は、単管12Aにおける加熱装置14で加熱されている部分の外面温度を温度計22Cで検出すると共に、多重管12Bにおける加熱装置14で加熱されている部分の外面温度を温度計22Dで検出する。
Therefore, the physical
In calculating the contact thermal resistance, the physical
Thereafter, the physical
そして、物理量算出装置40が備えるCPU42は、下記式に基づいて、多重管12Bの接触熱抵抗を算出する。
まず、供試伝熱管12の内面温度(℃)をTinとし、供試伝熱管12の外面温度(℃)をToutとした場合、その温度差ΔTは、下記(4)式のように表される。なお、αinは供試伝熱管12の熱伝達率(W/m2K)、λは供試伝熱管12の熱伝導率(W/mK)、rinは供試伝熱管12の内径の半径(m)、routは供試伝熱管12の外径の半径(m)、Rは接触熱抵抗(m2K/W)であり、各値は供試伝熱管データとしてHDD48に予め記憶されている。
First, when the inner surface temperature (° C.) of the test
接触熱抵抗Rは、単管12Aの場合は、0(零)となる。このため、単管12Aにおける温度の検出結果から、供試伝熱管12における熱伝達率に起因する温度差は、下記(5)式のように表される。なお、供試伝熱管12の内面温度Tinは、温度計22Aと温度計22Bとの平均値から求められる。
そして、本第1実施形態に係る物理量算出装置40は、上記(4),(5)式に示される関係から、下記(6)式に表されるように、温度計22Cによって検出された単管12Aの外面温度Tout1と温度計22Dによって検出された多重管12Bの外面温度Tout2との温度差を、加熱装置14からの熱流束qで除算することによって、多重管12Bの接触熱抵抗Rを算出する。なお、熱流速qの値は、ヒータ32へ流される電流値によって、予め特定されている。
以上説明したように、本第1実施形態に係る物理量測定装置10は、内側に流体が流れ、物理量が既知の単管12Aと、内側に流体が流れ、物理量が未知の多重管12Bと、単管12Aの外面及び多重管12Bの外面を加熱する加熱装置14と、単管12Aにおける、加熱装置14で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計22Cと、多重管12Bにおける、加熱装置14で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計22Dとを備える。
そして、物理量測定装置10が備える物理量算出装置40は、温度計22Cによって検出された単管12Aの外面温度、温度計22Dによって検出された多重管12Bの外面温度、並びに加熱装置14からの熱流束を用いて、多重管12Bの物理量を算出する。
従って、本第1実施形態に係る物理量測定装置10は、伝熱管としての多重管の物理量を簡易に測定することができる。
As described above, the physical
The physical
Therefore, the physical
また、本第1実施形態に係る物理量測定装置10は、温度計22Cによって検出された単管12Aの外面温度と温度計22Dによって検出された多重管12Bの外面温度との温度差を、加熱装置14からの熱流束で除算することによって、多重管12Bの接触熱抵抗を算出する。
従って、本第1実施形態に係る物理量測定装置10は、多重管12Bの接触熱抵抗を簡易に測定することができる。
Further, the physical
Therefore, the physical
なお、本第1実施形態では、多重管12Bを二重管とする形態について説明したが、本発明は、これに限らず、多重管12Bを3つ以上の管が重ねあわされた三重管以上としてもよい。この形態の場合、本第1実施形態で算出される接触熱抵抗は、2つ以上の伝熱管接合面で生じる接触熱抵抗の総和となる。
In the first embodiment, the configuration in which the
〔第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、本第2実施形態に係る物理量測定装置10の構成は、図1,2,3に示される第1実施形態に係る物理量測定装置10の構成と同様であるので説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
The configuration of the physical
本第2実施形態に係る物理量測定装置10は、多重管12Bの熱伝導率(接触熱抵抗を含めた等価熱伝導率)を測定する。
The physical
まず、基準管となる単管12Aの内面温度と外面温度との温度差ΔT1は、下記(7)式のように表される。
このため、単管12Aにおける温度の検出結果から、供試伝熱管12における熱伝達率に起因する温度差は、下記(8)式のように表される。
そして、これらの関係から、多重管12Bの熱伝導率λ2は、下記(9)式から算出される。
ΔT2は、多重管12Bの内面温度と外面温度との温度差であり、下記(10)式から算出される。
以上のことから、本第2実施形態に係る物理量測定装置10は、多重管12Bの接触熱抵抗を含めた等価熱伝導率を簡易に算出することができる。
From the above, the physical
また、本第2実施形態に係る物理量測定装置10は、評価対象管として、多重管12Bの替わりに物理量が未知の単管を用いて、評価対象管としての単管の熱伝導率を算出してもよい。
評価対象管となる単管としては、基準管である単管12Aと異なる材質、又は単管12Aと同じ材質であるが、処理の方法が異なる単管や表面にコーティングがされている単管等、種々の単管が対象となる。
なお、評価対象管を単管とした場合は、図5に示すように、評価対象管を多重管とした場合のような、接触熱抵抗の影響による温度変化は生じない。
Further, the physical
As a single pipe as an evaluation target pipe, a single pipe having a different material from the
When the evaluation target pipe is a single pipe, as shown in FIG. 5, the temperature change due to the influence of the contact thermal resistance does not occur as in the case where the evaluation target pipe is a multiple pipe.
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using said each embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiments without departing from the gist of the invention, and embodiments to which the changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.
例えば、上記各実施形態では、物理量測定装置10を流れる流体として水を用いる形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、流体として水以外の他の液体又は気体が用いられる形態としてもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the form in which water is used as the fluid flowing through the physical
また、上記各実施形態では、各供試伝熱管12の内面温度を、温度計22Aで検出された温度と温度計22Bで検出された温度との平均値から求める形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各供試伝熱管12の内面(外面温度を検出する温度計22C,22Dに対向する位置)に温度計を設置し、該温度計によって検出された温度を供試伝熱管12の内面温度とする形態としてもよい。
Moreover, although each said embodiment demonstrated the form which calculates | requires the inner surface temperature of each test
また、上記各実施形態では、物理量測定装置10において各供試伝熱管12が並列に配置されている形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各供試伝熱管12が直列に配置される形態としてもよい。この形態の場合、例えば、各供試伝熱管12の入口及び出口には、流体の温度を検出する温度計が配置される。
Moreover, although each said embodiment demonstrated the form in which each test
10 物理量測定装置
12A 単管
12B 多重管
14 加熱装置
22A 温度計
22B 温度計
22C 温度計
22D 温度計
30 金属ブロック
40 物理量算出装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
内側に前記流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第2の管と、
前記第1の管の外面及び前記第2の管の外面を加熱する加熱手段と、
前記第1の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を検出する第1温度検出手段と、
前記第2の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を検出する第2温度検出手段と、
前記第1温度検出手段によって検出された前記第1の管の外面温度、前記第2温度検出手段によって検出された前記第2の管の外面温度、及び前記加熱手段からの熱流束の値を用いて、前記第2の管の物理量を算出する算出手段と、
を備えた物理量測定装置。 A first pipe which is a heat transfer pipe whose fluid flows inside and whose physical quantity is known;
A second pipe which is a heat transfer pipe whose fluid flows inside and whose physical quantity is unknown;
Heating means for heating the outer surface of the first tube and the outer surface of the second tube;
First temperature detecting means for detecting an outer surface temperature of a portion of the first pipe that is heated by the heating means;
Second temperature detection means for detecting an outer surface temperature of a portion of the second pipe that is heated by the heating means;
The outer surface temperature of the first pipe detected by the first temperature detecting means, the outer surface temperature of the second pipe detected by the second temperature detecting means, and the value of the heat flux from the heating means are used. Calculating means for calculating a physical quantity of the second pipe;
A physical quantity measuring device.
前記算出手段は、前記第1温度検出手段によって検出された前記第1の管の外面温度と前記第2温度検出手段によって検出された前記第2の管の外面温度との温度差を、前記加熱手段からの熱流束の値で除算することによって、前記第2の管の接触熱抵抗を算出する請求項1記載の物理量測定装置。 The second tube is a multiple tube formed by overlapping a plurality of tubes,
The calculating means calculates the temperature difference between the outer surface temperature of the first pipe detected by the first temperature detecting means and the outer surface temperature of the second pipe detected by the second temperature detecting means. The physical quantity measuring apparatus according to claim 1, wherein the contact thermal resistance of the second pipe is calculated by dividing by a value of heat flux from the means.
前記第1の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を第1温度検出手段で検出すると共に、前記第2の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を第2温度検出手段で検出する第2工程と、
前記第1温度検出手段によって検出された前記第1の管の外面温度、前記第2温度検出手段によって検出された前記第2の管の外面温度、及び前記加熱手段からの熱流束の値を用いて、前記第2の管の物理量を算出する第3工程と、
を含む物理量測定方法。 A first step of heating an outer surface of a first tube that is a heat transfer tube with a fluid flowing inside and a known physical quantity, and an outer surface of a second tube that is a heat transfer tube with an unknown physical quantity and flowing inside. ,
In the first tube, the outer surface temperature of the portion heated by the heating unit is detected by the first temperature detecting unit, and the outer surface temperature of the portion heated by the heating unit in the second tube is determined. A second step of detecting by the second temperature detecting means;
The outer surface temperature of the first pipe detected by the first temperature detecting means, the outer surface temperature of the second pipe detected by the second temperature detecting means, and the value of the heat flux from the heating means are used. A third step of calculating a physical quantity of the second pipe;
A physical quantity measuring method including:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011015583A JP2012154855A (en) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | Physical quantity measuring device and physical quantity measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011015583A JP2012154855A (en) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | Physical quantity measuring device and physical quantity measuring method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012154855A true JP2012154855A (en) | 2012-08-16 |
Family
ID=46836719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011015583A Withdrawn JP2012154855A (en) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | Physical quantity measuring device and physical quantity measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012154855A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102928461A (en) * | 2012-10-26 | 2013-02-13 | 中冶南方工程技术有限公司 | Experiment device for detecting heat exchange coefficient of water cooling mould |
US9013156B2 (en) | 2012-05-28 | 2015-04-21 | Tanashin Denki Co., Ltd. | Signal generation device and signal generation method |
CN104634812A (en) * | 2015-01-26 | 2015-05-20 | 西安交通大学 | Moisture separator reheater heat exchanger bundle experimental device and method |
-
2011
- 2011-01-27 JP JP2011015583A patent/JP2012154855A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9013156B2 (en) | 2012-05-28 | 2015-04-21 | Tanashin Denki Co., Ltd. | Signal generation device and signal generation method |
CN102928461A (en) * | 2012-10-26 | 2013-02-13 | 中冶南方工程技术有限公司 | Experiment device for detecting heat exchange coefficient of water cooling mould |
CN102928461B (en) * | 2012-10-26 | 2015-11-11 | 中冶南方工程技术有限公司 | For measuring the experimental provision of the junker mold coefficient of heat transfer |
CN104634812A (en) * | 2015-01-26 | 2015-05-20 | 西安交通大学 | Moisture separator reheater heat exchanger bundle experimental device and method |
CN104634812B (en) * | 2015-01-26 | 2017-04-19 | 西安交通大学 | Moisture separator reheater heat exchanger bundle experimental device and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Naphon | Effect of coil-wire insert on heat transfer enhancement and pressure drop of the horizontal concentric tubes | |
JP6229521B2 (en) | Flow velocity measuring method and flow velocity measuring system | |
Kathait et al. | Thermo-hydraulic performance of a heat exchanger tube with discrete corrugations | |
CN107209043A (en) | Thermal type flow measuring equipment with diagnostic function | |
JP6693573B2 (en) | Piping diagnosis method | |
CN107110684A (en) | Hot-fluid measuring device | |
JP2012154855A (en) | Physical quantity measuring device and physical quantity measuring method | |
CN103713013B (en) | Test tubulose material shaft is to the device of coefficient of heat conductivity | |
JP6686335B2 (en) | Relation information setting method, flow velocity measurement method, relation information setting system and flow velocity measurement system | |
CN107110696A (en) | Thermal type flow measuring apparatus with diagnostic function | |
JP5559091B2 (en) | Calibration device for flow measuring device | |
JP6834148B2 (en) | Flow velocity evaluation method and evaluation system | |
JP2011221021A5 (en) | ||
EP3047284B1 (en) | Sensor for high temperature turbulent flow | |
JP4579749B2 (en) | Pipe thinning prediction apparatus and pipe thinning prediction method | |
JP6657689B2 (en) | Related information setting method, flow velocity measuring method, related information setting system, and flow velocity measuring system | |
Urban et al. | Experiments on the heat exchangers with the tubes of small diameters | |
JPH0521487B2 (en) | ||
RU2631007C1 (en) | Heat meter based on overhead sensors | |
JP6939191B2 (en) | Flow meter and flow measurement method | |
WO2015125277A1 (en) | Gas flow-rate measurement system, gas flow-rate measurement method, and gas flow-rate measurement program | |
JP4537776B2 (en) | Method for measuring temperature of fluid flowing in pipe and method for measuring fluid heat quantity | |
JP5860103B2 (en) | Fouling detection mechanism and method for detecting fouling | |
JP4081639B2 (en) | Thermal mass flow meter for liquids | |
CN204373714U (en) | Outer clip hot type bore Ф 6-20mm gas flow sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140401 |