RU2063006C1 - Heat release measurement technique - Google Patents
Heat release measurement technique Download PDFInfo
- Publication number
- RU2063006C1 RU2063006C1 SU5028895A RU2063006C1 RU 2063006 C1 RU2063006 C1 RU 2063006C1 SU 5028895 A SU5028895 A SU 5028895A RU 2063006 C1 RU2063006 C1 RU 2063006C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- temperature
- heat meter
- source
- meter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерению тепла и может быть использовано при измерении тепловыделения в деталях камер сгорания (КС) тепловых машин. The invention relates to the measurement of heat and can be used to measure heat in the details of the combustion chambers (COP) of thermal machines.
Известен способ определения количества тепла, при котором испытуемый объект приводят в контакт с тепломером, имеющим спаи дифференциальной термопары на истоке и стоке, измеряет градиент температуры в тепломере между истоком и стоком и вычисляют искомую величину. Температуру истока тепломера поддерживают постоянной путем изменения температуры его стока (1). A known method of determining the amount of heat at which the test object is brought into contact with a heat meter having junctions of a differential thermocouple at the source and drain, measures the temperature gradient in the heat meter between the source and drain, and the desired value is calculated. The source temperature of the heat meter is kept constant by changing the temperature of its drain (1).
Недостаток известного способа заключается в том, что он может быть использован лишь при конкретно задаваемой температуре испытуемого объекта. При расширении диапазона температур измерений испытуемых объектов изменяются теплофизические свойства тепломера и термоэлектрические свойства дифференциальной термопары, что вносит погрешность при измерений температурного градиента и снижает точность. The disadvantage of this method is that it can be used only at a specific temperature of the test object. When expanding the temperature range of measurements of test objects, the thermophysical properties of the heat meter and the thermoelectric properties of the differential thermocouple change, which introduces an error in the measurement of the temperature gradient and reduces accuracy.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ определения тепловыделения, заключающийся в установке на испытуемом объекте тепломера в виде плоскостной дифференциальной термопары и измерении разности потенциалов Еи между ее спаями и температуры tи. При определении количества тепла в расчетную формулу вносится поправка, учитывающая температурную зависимость теплопроводности материала тепломера.The closest to the invention in terms of technical nature and the technical result achieved is a method for determining heat release, which consists in installing a heat meter in the form of a planar differential thermocouple on the test object and measuring the potential difference E and between its junctions and temperature t and . When determining the amount of heat, a correction is made to the calculation formula that takes into account the temperature dependence of the thermal conductivity of the heat meter material.
Недостатком известного способа является низкая точность при расширении диапазона температур испытуемых объектов, обусловленная изменением термоэлектрических свойств дифференциальной термопары. The disadvantage of this method is the low accuracy when expanding the temperature range of the test objects, due to a change in the thermoelectric properties of the differential thermocouple.
Технический результат, получаемый от использования заявленного способа, состоит в повышении точности определения тепловыделения объектов, работающих при повышенных температурах. The technical result obtained from the use of the claimed method consists in increasing the accuracy of determining the heat emission of objects operating at elevated temperatures.
Указанный результат достигается тем, что в известном способе перед установкой на объект через тепломер пропускают тепловой поток qт одного порядка с тепловыделением q объекта и измеряют температуру tт тепломера между истоком и стоком, а искомое тепловыделение вычисляют по соотношению:
q=K•λи/λт•[1+α(tт-tи)]•eи/eт•Eи,
где К коэффициент пропорциональности;
λи- коэффициент теплопроводности тепломера при контактировании с испытуемым объектом;
λт- коэффициент теплопроводности тепломера перед контактированием с используемым объектом;
α- средний температурный коэффициент линейного расширения материала тепломера;
ет дифференциальная термо-эдс термопары при температуре tт;
еи, дифференциальная термо-эдс термопары при температуре tи.Said result is achieved by that in the known method, prior to installation on the object passed through the calorimeter heat flow q r of the same order with heat q object and measure heat flow meter temperature t m between source and drain, and the required heat is calculated by the relation:
q = K • λ and / λ t • [1 + α (t t -t u )] • e and / e t • E and ,
where K is the coefficient of proportionality;
λ and is the coefficient of thermal conductivity of the heat meter in contact with the test object;
λ t - thermal conductivity coefficient of the heat meter before contacting with the used object;
α is the average temperature coefficient of linear expansion of the heat meter material;
e r differential thermo emf of the thermocouple at temperature T t;
e and , differential thermo-emf of thermocouple at temperature t and .
На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ определения количества тепла. The drawing shows a diagram of a device that implements a method for determining the amount of heat.
Устройство содержит тепломер 1 со спаями 2 дифференциальной термопары 3 на истоке И и стоке С, подключенной к прибору 4 измерения разности потенциалов. Между истоком и и стоком С тепломера установлен преобразователь температуры 5, соединенный с прибором 6 измерения температуры. Тепломер 1 установлен на испытуемый объект 7. The device comprises a heat meter 1 with junctions 2 of a differential thermocouple 3 at source I and drain C connected to a potential difference measuring device 4. Between the source and the drain C of the heat meter, a temperature converter 5 is connected to the temperature measuring device 6. The heat meter 1 is installed on the test object 7.
Сущность способа определения тепловыделения заключается в следующем. The essence of the method for determining heat dissipation is as follows.
Перед контактированием с объектом 7 через тепломер 1 с помощью калориметра с компенсационной изоляцией пропускают тепловой поток qт одного порядка с тепловыделением объекта, обеспечивая предварительный нагрев тепломера до некоторой температуры t в интервале tст<t<tит, где tит и tст соответственно температуры истока и стока тепломера при нагреве его тепловым потоком qт. Измеряют разность потенциалов Ет между ними прибором 4 и температуру tт тепломера 1 между истоком и и стоком С преобразователем температуры 5 и прибором 6, и вычисляют коэффициент пропорциональности по формуле:
Испытуемый объект 7 приводят в контакт с тепломером 1, измеряют разность потенциалов Еи между спаями 2 дифференциальной термопары 4 на истоке И и стоке C прибором 4 и температуру tи тепломера 1 между истоком И и стоком С преобразователем температуры 5 и прибором 6, и вычисляют тепловыделение по соотношению:
q=K•λи/λт•[1+α(tт-tи)]•eи/eт•Eи (1)
Пример. Предложенным способом определялось тепловыделение в головку цилиндров двигателя внутреннего сгорания.Before contacting with the object 7 through the heat meter 1 using a calorimeter with compensating insulation pass heat flux q t of the same order as the heat of the object, providing preliminary heating of the heat meter to a certain temperature t in the range t st <t <t it , where t it and t article respectively the temperature of the source and drain of the heat meter when heated by a heat flow q t The potential difference E t between them is measured by the device 4 and the temperature t t of the heat meter 1 between the source and the drain With the temperature converter 5 and the device 6, and the proportionality coefficient is calculated by the formula:
The test object 7 is brought into contact with the heat meter 1 measuring the potential difference E between junctions 2 differential thermocouple 4 on the source of the AND and stock C unit 4 and the temperature t and the heat meter 1 between the source and-drain C temperature transducer 5 and the device 6, and the calculated heat dissipation in the ratio:
q = K • λ and / λ t • [1 + α (t t -t u )] • e and / e t • E and (1)
Example. The proposed method determined the heat release into the cylinder head of the internal combustion engine.
Используемый тепломер представляет собой сплющенную дифференциальную термопару с промежуточным электродом, выполненным из костантана. The used heat meter is a flattened differential thermocouple with an intermediate electrode made of costantan.
На промежуточный электрод гальваническим методом были нанесены медные токосъемные пластины. Copper current collector plates were deposited onto the intermediate electrode by the galvanic method.
Перед контактированием с головкой цилиндров через тепломер пропускали тепловой поток qт= 200• 103 Вт/м2. Разность потенциалов между спаями дифференциальной термопары на истоке и стоке тепломера составляла Ет 392 мкВ, а температура тепломера между истоком и стоком tт= 150oС.Prior to contacting the cylinder head through a heat flux calorimeter passed q t = 200 • March 10 W / m 2. The potential difference between the junctions of the differential thermocouple at the source and drain of the heat meter was E t 392 μV, and the temperature of the heat meter between the source and drain t t = 150 o C.
Коэффициент пропорциональности тепломера равен:
При контактировании головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания с тепломером разность потенциалов между спаями дифференциальной термопары на истоке и стоке не изменилась ЕиEт 392 мкВ, а температура тепломера между истоком и стоном повысилась до tи 350oС.The proportionality coefficient of the heat meter is equal to:
When the cylinder head of the internal combustion engine was in contact with the heat meter, the potential difference between the junctions of the differential thermocouple at the source and drain did not change E and E t 392 μV, and the temperature of the heat meter between the source and groan increased to t and 350 o C.
Для температур тепломера перед контактированием tт и при контактировании tи с головкой цилиндров определялись коэффициенты теплопроводности и дифференциальная термо-эдс термопары.For the temperatures of the heat meter before contacting t t and when contacting t and with the cylinder head, the thermal conductivity coefficients and the differential thermo-emf of the thermocouple were determined.
Коэффициенты теплопроводности тепломера λт=23 Вт/(м•°C) при температуре Тт 150oС; λи=31,25 Вт/(м•°C) при температуре Ти 350oС.Coefficients of thermal conductivity of the heat meter λ t = 23 W / (m • ° C) at a temperature of T t 150 o C; λ and = 31.25 W / (m • ° C) at a temperature of T and 350 o C.
Дифференциальная термо-эдс термопары
ет 50,1 мкВ/oС при температуре tт 150oC
еи 60,1 мкВ/oС при температуре tи 350oC. Средний температурный коэффициент линейного расширения костанана α=15,6•10-6°C-1 (в диапазоне температур 20-400oС).Differential Thermo-EMF Thermocouple
e t 50.1 μV / o C at a temperature t t 150 o C
e and 60.1 μV / o С at t and 350 o C. The average temperature coefficient of linear expansion of the costanan is α = 15.6 • 10 -6 ° C -1 (in the temperature range 20-400 o С).
Искомое тепловыделение
Точность определения тепловыделения при исследовании тепловыделений в головку цилиндров двигателя внутреннего сгорания в интервале температур от 150 до 350oС повысилась и составила
Sought heat
The accuracy of determining heat during the study of heat in the cylinder head of an internal combustion engine in the temperature range from 150 to 350 o With increased and amounted to
Claims (1)
q=K•λи/λт[1+α•(tт-tи]•eи/eт•Eи,
где К коэффициент пропорциональности;
λи коэффициент теплопроводности тепломера при контактировании с испытуемым объектом;
λт коэффициент теплопроводности тепломера перед контактированием с испытуемым объектом;
α средний температурный коэффициент линейного расширения материала тепломера;
eт дифференциальная термо-ЭДС термопары при температуре tт;
eи дифференциальная термо-ЭДС термопары при температуре tи.A method for determining heat release, which consists in installing a heat meter on the test object with junctions of a differential thermocouple at the source and drain and measuring the potential difference E and and temperature t and the heat meter between the source and the sink, characterized in that a heat flow q t is passed through the heat meter before installation of the same order with the heat release q of the object and measure the temperature t t of the heat meter between the source and drain, and the desired heat release is calculated by the ratio
q = K • λ and / λ t [1 + α • (t t -t and ] • e and / e t • E and ,
where K is the coefficient of proportionality;
λ and the coefficient of thermal conductivity of the heat meter in contact with the test object;
λ t is the coefficient of thermal conductivity of the heat meter before contacting with the test object;
α average temperature coefficient of linear expansion of the heat meter material;
e t differential thermo-EMF thermocouple at a temperature t t ;
e and differential thermo-EMF thermocouples at temperature t and .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5028895 RU2063006C1 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Heat release measurement technique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5028895 RU2063006C1 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Heat release measurement technique |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2063006C1 true RU2063006C1 (en) | 1996-06-27 |
Family
ID=21597670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5028895 RU2063006C1 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Heat release measurement technique |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2063006C1 (en) |
-
1992
- 1992-02-25 RU SU5028895 patent/RU2063006C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 957015, кл. G O1 K 17/08, 1979. 2. Геращенко О.А., Федоров В.Г. Тепловые и температурные измерения/ Справ.- Киев.: Наукова думка, 1965, с. 191 - 195. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2063006C1 (en) | Heat release measurement technique | |
Huang | A precise measurement of temperature difference using thermopiles | |
SU1684643A1 (en) | Device for determining heat conductivity of materials | |
JPS6050299B2 (en) | Thermal resistance measuring device | |
Kreider et al. | Calibration of thin-film thermocouples on silicon wafers | |
RU2010191C1 (en) | Method of determination of errors of thermoelectric thermometers | |
SU972359A1 (en) | Thermal conductivity determination method | |
RU2734062C1 (en) | Method for measuring heat conductivity of construction materials | |
RU2755090C1 (en) | Absolute method for differential scanning thermal conductometry | |
RU2093819C1 (en) | Method of nondestructive test of material heat conduction | |
SU1509635A1 (en) | Heat flow sensitive element | |
RU2059960C1 (en) | Heat pipe quality control method | |
RU94025742A (en) | Method for determining heat flux in solid medium | |
SU1476364A1 (en) | Method for measuring thermal resistance of contacts | |
SU1659815A1 (en) | Method of determining thermal conductivity of a material | |
SU823999A1 (en) | Device for measuring thermal conductivity of thin-walled cylinders | |
RU2280922C2 (en) | METHOD FOR RUNNING ΔТ=f(I) CURVE FOR THERMOCOUPLE LEG | |
RU2018117C1 (en) | Method of complex determining of thermophysical properties of materials | |
RU2149389C1 (en) | Method of nondestructive test of thermophysical characteristics of materials | |
RU2149388C1 (en) | Method testing thermophysical characteristics of materials | |
KR100309067B1 (en) | A heat flux gaging apparatus of combustion chamber | |
SU241525A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING ACTIVE RESISTANCE OF THERMOELECTRIC DEVICES | |
RU2224244C2 (en) | Method of temperature waves meant for determination of thermophysical properties of materials | |
RU2011979C1 (en) | Method of determination of heat-transfer coefficient of thermocouple sensor | |
Fujiwara et al. | Short-hot-wire method for the measurement of total hemispherical emissivity of a fine fibre |