JPH063300A - 管体の熱特性測定方法、センサーユニット及び装置 - Google Patents

管体の熱特性測定方法、センサーユニット及び装置

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JPH063300A
JPH063300A JP16587092A JP16587092A JPH063300A JP H063300 A JPH063300 A JP H063300A JP 16587092 A JP16587092 A JP 16587092A JP 16587092 A JP16587092 A JP 16587092A JP H063300 A JPH063300 A JP H063300A
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JP
Japan
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pipe
measured
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fluid
outside
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JP16587092A
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Inventor
Kiyotsugu Kanou
喜代継 加納
Eisaku Nakajima
英作 中島
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Kyoto Electronics Manufacturing Co Ltd
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Kyoto Electronics Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 管体内に付着するスケールの影響による管体
の熱特性の測定方法、センサーユニット及び装置に関
し、測定の難しい管表面温度を用いないで、しかも新管
と使用管の内部流体温度を同一にする必要のない管体の
熱特性測定方法、センサーユニット及び装置を提供する
ことを目的とするものである。 【構成】 被測定管2に所定温度の流体を流した状態
で、上記被測定管2の外側で、上記被測定管の外側温度
を管表面直接又は熱抵抗体11を介して間接に測定する
とともに、被測定管2の内側から外側への熱流密度を測
定し、上記流体温度、管外側温度、熱流密度より被測定
管2の熱抵抗R、R’を算出するようにしたものであ
る。上記の方法を実施するためはセンサユニットが使用
される。即ち、被測定管2の外周に符号する熱抵抗体1
1と、上記熱抵抗体11の外側を覆う固定用金具12と
よりなる2つ1対の半裁管体10a、10bで構成され
たセンサ保持体10と、上記熱抵抗体11に埋設された
熱流センサ3と温度センサ4とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明の管体の熱特性の測定に関
し、特に管体内に付着するスケールの影響を受ける管体
の熱特性の測定方法、センサーユニット及び装置に関す
るものである。
【従来の技術】熱抵抗の測定は、発電所のボイラー等熱
交換器を有する全ての熱利用設備に共通した保守管理技
術の1つである。特に、スケールやスライム等の熱抵抗
物質は、設備の運転時間の増加に伴い、熱交換器伝達
面、例えば熱交換器を構成する管体内面に付着して成長
する。これは、単に熱効率の低下による運転コストの上
昇につながるだけでなく、時には熱交換器に加熱障害を
引起し、経済性、安全性の面から大きな問題となること
さえある。このため、これらの熱利用設備では、これら
スケールやスライム等の熱抵抗を定期的に除去する方策
がとられているが、ここでの期間の設定は経済的な理由
を根拠にされることが多く、熱抵抗そのものが新しい状
態からどのくらい変化したかを基準として判定されるこ
とはほとんど行われていない。この理由は、熱抵抗測定
がきわめて難しく、現状では実用化された技術がほとん
どないことによる。特開昭61−26809号公報には
図4に示すように、被測定管50(新管及び使用管)の
外部からヒータ60で内部流体の温度が一定になるよう
に加熱し、被測定管50(使用管)の表面温度Tθaを
測定し、同じ温度の内部流体を流したときの被測定管5
0(新管)の表面温度Tθbとの差Tθa−Tθbが付
着したスケールの厚みδに比例することを利用して、ス
ケール51の厚みを求めようとする内容が開示されてい
る。また、同公報には使用管と新管の表面温度Tθa、
Tθbが同じになるようにヒータ加熱量を調整し、使用
管及び新管の外周から内周への熱流密度qia、qibを測
定することによって使用管の新管に対する熱抵抗の増加
割合Ra/Rb=qia/qib(Ra:使用管の熱抵抗、
Rb:新管の熱抵抗)を算出する旨の内容が開示されて
いる。
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭61−26
809号公報に記載の管表面温度からスケールの厚みδ
を求める方法では、管表面温度を直接温度計で計測する
ようにしているが、このとき管表面に温度計を設置する
ことによって生じる管表面と温度計との間に生じる接触
熱抵抗の再現性が得らえ難く、同一の条件での測定が出
来ない難点がある。また、上記特開昭61−26809
号公報に記載の方法では、新管と使用管の内部流体の温
度を同一にする必要がある。この条件を満たすための実
用上の一つの方法は同一管の上流と下流のスケールの無
いと思われる場所とスケールの付着し易い場所で測定を
行うことが考えられるが、内部流体が上記のようにヒー
タ60から熱を受給している点を考慮すると、上記の条
件を満たすことは難しくなる。また、同一管上の同じ場
所でスケール付着前後の経時変化をみるためには、流体
温度を同一にするための制御が困難となる。更に、使用
管と新管の表面温度を同一にし、両管の外周から内周へ
の熱流密度がqia、qibから使用管の新管に対する熱抵
抗Raの増加割合を求めようとする場合、両管の表面温
度Tθa、Tθbを同じに設定しているのであるから、
加える熱量の制御をうまくやらないと、使用管、新管で
の流体温度の差異が生じ易くなる(流体温度は同じとし
ている)。この発明は上記従来の事情に鑑みて提案され
たものであって、測定の難しい管表面温度を用いない
で、しかも新管と使用管の内部流体温度を同一にする必
要のない管体の熱特性測定方法、センサーユニット及び
装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために以下の手段を採用している。すなわち、被
測定管2に所定温度の流体を流した状態で、上記被測定
管2の外側で、上記被測定管の外側温度を管表面直接又
は熱抵抗体11を介して間接に測定するとともに、被測
定管2の内側から外側への熱流密度を測定し、上記流体
温度、管外側温度、熱流密度より被測定管2の熱抵抗
R、R’を算出するようにしたものである。上記の方法
を実施するためには図1に示すようなセンサーユニット
が使用される。即ち、被測定管2の外周に符合する熱抵
抗体11と、上記熱抵抗体11の外側を覆う固定用金具
12とよりなる2つ1対の半裁管体10a、10bで構
成されたセンサー保持体10と、上記熱抵抗体11に埋
設された熱流センサー3と温度センサー4とを備えたも
のである。上記センサーユニットは図3に示すような装
置に装着され、熱特性の測定がなされる。即ち、被測定
管2に流体を環流するためのポンプ6と、該流体を所定
温度にするための恒温槽7と、該流体の流量を測定する
ための流量計8と、被測定管2の流体温度を測定するた
めの温度センサー9a、9bと、被測定管2の中央部外
側に取り付けられる上記センサーユニットとよりなるも
のである。
【作用】上記において、以下の式〜が成立する。す
なわち、スケールが付着しないときの被側定管の全熱抵
抗Rとスケール付着時の被測定管の全熱抵抗R’は、
【数1】 となる。従って、
【数2】 あるいは、
【数3】 となり、Ts,Tf,q,Ts’,Tf’,q’を測定
することによってスケール による熱抵抗増加分を求め
ることができる。但し、 q …被測定管表面を貫通する熱流密度 Tf …流体温度 Ts …熱流センサー内の温度 R …全熱抵抗(流体+被側定管+熱流センサー) q’ …スケール付着時の熱流密度 Tf’…スケール付着時の熱流密度 Ts’…スケール付着時の熱流センサー内温度 R’ …スケール付着時の全熱抵抗 (流体+チューブ+熱流センサー+スケール) 上記において被測定管2の外側の温度はシリコンゴム1
1s等の熱抵抗体11を介して測定されるので、管表面
温度を直接求めたことにはならないが、安定した温度を
求めることができる。更に、温度センサー4が熱流セン
サー3に組み込まれている場合には、装置構成を小さく
することができる。
【実施例】図1は本発明のセンサーユニットの概念図を
示すものである。被測定管2の外周に当接される熱抵抗
体11としてのシリコンゴム11sの外側に更に、取付
金具12が配設されて、半裁管体10a,10bを構成
し、この半裁管体10a,10bが2つ一対でセンサー
ユニット10を構成する。上記シリコンゴム11sには
図2に示すように熱流センサー3が埋め込まれるととも
に、該熱流センサー3の近傍には温度センサー4も埋め
込まれている。また、上記2つの取付金具12のそれぞ
れの両端部肉厚部の4ケ所にネジ貫通穴13を設け、一
方からネジ14を貫通し、他方にナット15をあてがっ
てネジ14をナット15に締め付けることによって、両
半裁管体10a,10bを被測定管2に取り付けるよう
になっている。図3は本願発明の装置を示す概念図であ
る。被測定管2に対してポンプ6より所定の流速で流体
(通常は水)が環流されるが、この流体は恒温槽7で所
定温度に保たれるようになっている。更に、流体の熱抵
抗は流体流量によって変化するところから、流量計8に
よって流体流量が測定されている。更に被測定管2の両
端にはミキシングチャンバ5a,5bが設けられ、被測
定管2内の流体を攪拌して温度分布を均一にするように
なっているとともに、被測定管2の両端のミキシングチ
ャンバ5a,5bの位置には、温度センサー9a、9b
が設けられ、この温度センサー9a、9bより得られる
被測定管2の両端の温度より被測定管2の中央の流体温
度TH(Tf)を対数平均より求める。(後述するTf
の符号の定義参照。) 更に、被測定管2の中央部には上記のように構成したセ
ンサーユニット10が取り付けられ、管内側から外側へ
の熱流密度qを熱流センサー3で、また、熱流センサー
3の位置の温度Tsが温度センサー4で測定される。上
記センサーユニット10より得られる測定値はマイクロ
コンピュータ20に入力されて、以下のように処理され
る。すなわち、新管と該新管を所定時間使用した被測定
管(管の内径35.2mm、管の外径42.7mm、スケー
ル厚み0.5mm)をそれぞれ図3に示す装置に装着した
ところ、熱流計3より得られる熱流密度q、温度センサ
ー4より得られる管外側温度Ts、及び温度センサー5
a、5bより得られる流体温度Tfより被側定管2(新
管と使用管)の熱抵抗R、R’は、
【数4】 で算出され、従って、
【数5】 となり、Ts、Tf、q、Ts’、Tf’、q’を測定
することによってスケールの付着による熱抵抗増加分を
求めることができる。但し、 q …被測定管表面を貫通する熱流密度 Tf …流体温度 Ts …熱流センサー内の温度 R …全熱抵抗(流体+被側定管+熱流センサー) q’ …スケール付着時の熱流密度 Tf’…スケール付着時の熱流密度 Ts’…スケール付着時の熱流センサー内温度 R’ …スケール付着時の全熱抵抗(流体+被側定管+
熱流センサー+スケール) その結果、上記の管径、スケール厚の例でTs等の実測
地より熱抵抗R(R’)を求めると以下のようになる。
ここで抜管とは発電所の熱交換器で、一定期間使用した
管を抜き取った管のことをいい、本明細書の使用管と同
義である。
【表1】 一方、 Tfi…被測定管入口平均流体温度 Tfo…被測定管出口平均流体温度 Tf …管内平均流体温度
【数6】 α …流体の平均熱伝達率 α1 …被測定管内径 α2 …被測定管外径 ts …スケールの厚み λs …スケールの熱伝導率 λt …被測定管の熱伝導率 R …全熱抵抗 Rf …流体の熱抵抗 Rs …スケールの熱抵抗 Rt …被測定管の熱抵抗 Rsi…熱流センサーの熱抵抗(センサー取付けによる
接触熱抵抗を含む) Two…被測定管外表面温度 とすると、
【数7】 が成立する。これによって、スケール厚み0.5mm、λ
s=2Kcal/m2h℃、λt=40Kcal/m2h℃の場合の流体
抵抗Rf、スケールの熱抵抗Rs、管の熱抵抗Rtはそ
れぞれ式より、 Rf=1.7×10-3 Rs=3.1×10-4 Rt=3.1×10-4 Rsi=3.1×10-2(予め測定された値) (但し、αはDittus-Boelterの実験式により(70℃、
6l/min)700Kcal/m2h℃)となり、全熱抵抗の
増加は、
【数8】 となる。これは上記の実測データと良く一致している。
この種の管の熱特性の測定において、センサーユニット
の着脱による測定の再現性を保証する必要があるが、上
記のようなセンサーユニットを用いた方法を用いると、
温度センサーと管表面との間の接触熱抵抗の再現性が得
られやすく、測定の再現性を保証することができること
になる。
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、被測定
管の外側温度(表面温度に代わる)をシリコンゴム等の
熱抵抗体を介して得るようにしているので、温度センサ
ーと管表面との間の接触熱抵抗の再現性が得られやす
く、測定の再現性を保証することが可能となる。また、
新管と使用管の内部流体温度を同一にする必要がないの
で温度制御が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用するセンサーユニットの概念図で
ある。
【図2】上記本発明センサーユニットに使用するシリコ
ンゴムの展開図である。
【図3】本発明の装置概念図である。
【図4】従来例の装置概念図である。
【符号の説明】
2 被測定管 3 熱流センサー 4 温度センサー 6 ポンプ 7 恒温槽 8 流量計 9a、9b 温度センサー 10a、10b 半裁管体 11 熱抵抗体 12 固定用金具 R、R’ 熱抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定管(2) に所定温度の流体を流した
    状態で、上記被測定管(2) の外側で、上記被測定管の外
    側温度を管表面直接又は熱抵抗体(11)を介して間接に測
    定するとともに、被測定管(2) の内側から外側への熱流
    密度を測定し、上記流体温度、管外側温度、熱流密度よ
    り被測定管(2) の熱抵抗(R) 、(R')を算出する管体の熱
    特性測定方法。
  2. 【請求項2】 被測定管(2) の外周に符合する熱抵抗体
    (11)と、上記熱抵抗体(11)の外側を覆う固定用金具(12)
    とよりなる2つ1対の半裁管体(10a) 、(10b) で構成さ
    れたセンサー保持体(10)と、 上記熱抵抗体(11)に埋設された熱流センサー(3) と温度
    センサー(4) とを備えた管体の熱特性測定センサーユニ
    ット。
  3. 【請求項3】 被測定管(2) に流体を環流するためのポ
    ンプ(6) と、該流体を所定温度にするための恒温槽(7)
    と、該流体の流量を測定するための流量計(8) と、 被測定管(2) の流体温度を測定するための温度センサー
    (9a)、(9b)と、被測定管(2) の中央部外側に取り付けら
    れる請求項2に記載のセンサーユニットとよりなる管体
    の熱特性測定装置。
JP16587092A 1992-06-24 1992-06-24 管体の熱特性測定方法、センサーユニット及び装置 Pending JPH063300A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0862163A (ja) * 1994-08-18 1996-03-08 Kyoto Electron Mfg Co Ltd 熱流センサの校正方法及びその装置
US7748224B2 (en) * 2004-10-28 2010-07-06 Caterpillar Inc Air-conditioning assembly
CN102033077A (zh) * 2010-10-19 2011-04-27 北京航空航天大学 用于gh4169/k417合金的接触热阻测试方法
CN102033078A (zh) * 2010-10-19 2011-04-27 北京航空航天大学 有补偿加热的gh4169/k417合金的接触热阻测试方法
JP2015158341A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 三浦工業株式会社 スケール付着判定装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0862163A (ja) * 1994-08-18 1996-03-08 Kyoto Electron Mfg Co Ltd 熱流センサの校正方法及びその装置
US7748224B2 (en) * 2004-10-28 2010-07-06 Caterpillar Inc Air-conditioning assembly
CN102033077A (zh) * 2010-10-19 2011-04-27 北京航空航天大学 用于gh4169/k417合金的接触热阻测试方法
CN102033078A (zh) * 2010-10-19 2011-04-27 北京航空航天大学 有补偿加热的gh4169/k417合金的接触热阻测试方法
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