RU2551836C1 - Method for determining non-stationary heat flow - Google Patents

Method for determining non-stationary heat flow Download PDF

Info

Publication number
RU2551836C1
RU2551836C1 RU2013154720/28A RU2013154720A RU2551836C1 RU 2551836 C1 RU2551836 C1 RU 2551836C1 RU 2013154720/28 A RU2013154720/28 A RU 2013154720/28A RU 2013154720 A RU2013154720 A RU 2013154720A RU 2551836 C1 RU2551836 C1 RU 2551836C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
meter
heat meter
temperature
rate
Prior art date
Application number
RU2013154720/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Иванович Азима
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева"
Priority to RU2013154720/28A priority Critical patent/RU2551836C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2551836C1 publication Critical patent/RU2551836C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: method consists in measurement of difference and rate of variation of average temperatures of receiving and inverse surfaces of a heat meter. Novelty of the method consists in the fact that there additionally measured are rates of variation in an average temperature as to a surface area in cross-sections of the heat meter and temperature at points of its side surface.
EFFECT: improving accurate determination of a non-stationary heat flow.
3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области тепловых измерений и может быть использовано при исследовании теплообмена и управления процессами в металлургии, энергетике и других отраслях народного хозяйства.The present invention relates to the field of thermal measurements and can be used in the study of heat transfer and process control in metallurgy, energy and other sectors of the economy.

Из существующего уровня известен способ измерения тепловых потоков, сущность которого заключается в измерении двумя гипертермопарами, расположенными одна за другой, двух перепадов температур на чувствительном элементе, вычислении скорости изменения перепада температур, измеренного второй гипертермопарой, и определении нестационарного теплового потока по формуле (см. а.с. СССР N 1045011, G01K 17/08, 1982 г.).From the existing level, there is a known method for measuring heat fluxes, the essence of which is to measure two temperature drops on a sensing element with two hyperthermocouples, one after the other, calculate the rate of change of temperature difference measured by the second hyperthermocouple, and determine the unsteady heat flux using the formula (see a USSR N 1045011, G01K 17/08, 1982).

Недостатком способа является низкая точность измерения нестационарного теплового потока.The disadvantage of this method is the low accuracy of the measurement of unsteady heat flow.

Из известных способов наиболее близким по технической сущности является способ измерения нестационарного теплового потока (см. а.с. СССР N 1024751, G01K 17/08, 1981 г.), заключающийся в измерении перепада температур на чувствительном элементе, скорости изменения температуры на приемной и обратной поверхности чувствительного элемента и определении величины нестационарного потока по формулеOf the known methods, the closest in technical essence is the method of measuring unsteady heat flux (see AS USSR N 1024751, G01K 17/08, 1981), which consists in measuring the temperature difference on the sensitive element, the rate of change of temperature at the receiving and the return surface of the sensing element and determining the magnitude of the unsteady flow according to the formula

q = λ b ( t 0 t b ) + c ρ b 6 ( 2 t 0 ' + t b ' )

Figure 00000001
, q = λ b ( t 0 - t b ) + c ρ b 6 ( 2 t 0 '' + t b '' )
Figure 00000001
,

где λ, с, ρ, b - теплопроводность, теплоемкость, удельная плотность и толщина чувствительного элемента;where λ, s, ρ, b - thermal conductivity, heat capacity, specific gravity and thickness of the sensing element;

t0, tb - температуры приемной и обратной поверхностей чувствительного элемента;t 0 , t b - temperature of the receiving and return surfaces of the sensing element;

t 0 '

Figure 00000002
и t b '
Figure 00000003
- скорости изменения температур приемной и обратной поверхностей чувствительного элемента. t 0 ''
Figure 00000002
and t b ''
Figure 00000003
- the rate of change in temperature of the receiving and return surfaces of the sensitive element.

Недостатком способа является низкая точность измерения нестационарного теплового потока вследствие большой динамической погрешности и погрешности из-за влияния конвективного теплообмена боковой поверхности тепломера.The disadvantage of this method is the low accuracy of measuring unsteady heat flow due to the large dynamic error and error due to the influence of convective heat transfer on the side surface of the heat meter.

В основу изобретения положена задача разработать способ, обеспечивающий повышение точности определения нестационарного теплового потока.The basis of the invention is the task of developing a method that improves the accuracy of determining unsteady heat flux.

Для решения поставленной задачи в известном способе измерения нестационарного теплового потока, включающем измерение разности и скорости изменения средних температур приемной и обратной поверхностей тепломера, дополнительно измеряют в сечениях тепломера скорость изменения средней по площади температуры и температуру в точках его боковой поверхности, а тепловой поток определяют по формулеTo solve the problem in the known method of measuring unsteady heat flux, including measuring the difference and the rate of change of average temperatures of the receiving and return surfaces of the heat meter, the rate of change of the average temperature over the area and the temperature at the points of its lateral surface are additionally measured in sections of the heat meter, and the heat flux is determined by the formula

q ( τ ) = λ H [ t ¯ 0 ( S ) ( τ ) t ¯ H ( S ) ( τ ) ] + C H k = 0 m p k t ¯ k ( S ) ( τ ) τ + q ¯ α ( H ) ( τ )

Figure 00000004
, q ( τ ) = λ H [ t ¯ 0 ( S ) ( τ ) - t ¯ H ( S ) ( τ ) ] + C H k = 0 m p k t ¯ k ( S ) ( τ ) τ + q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000004
,

где λ, С - теплопроводность и объемная теплоемкость материала тепломера;where λ, C - thermal conductivity and volumetric heat capacity of the material of the heat meter;

H, S, τ - толщина, площадь поперечного сечения тепломера и время;H, S, τ - thickness, cross-sectional area of the heat meter and time;

pk - весовой коэффициент при средней скорости изменения температуры;p k - weight coefficient at an average rate of temperature change;

m+1 - количество сечений тепломера, в которых измеряется скорость изменения средней температуры;m + 1 is the number of sections of the heat meter in which the rate of change of the average temperature is measured;

q ¯ α ( H ) ( τ )

Figure 00000005
- поправка на конвективный теплообмен боковой поверхности тепломера, определяемая по измеренной температуре в точках на боковой поверхности, его геометрическим размерам и коэффициенту теплообмена; q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000005
- correction for convective heat transfer on the side surface of the heat meter, determined by the measured temperature at points on the side surface, its geometric dimensions and heat transfer coefficient;

t ¯ 0 ( S ) ( τ )

Figure 00000006
, t ¯ H ( S ) ( τ )
Figure 00000007
, t ¯ k ( S ) ( τ )
Figure 00000008
- средняя по площади тепломера температура соответственно, на его приемной, обратной поверхностях и в сечениях, перпендикулярных распространению измеряемого теплового потока. t ¯ 0 ( S ) ( τ )
Figure 00000006
, t ¯ H ( S ) ( τ )
Figure 00000007
, t ¯ k ( S ) ( τ )
Figure 00000008
- the average temperature over the area of the heat meter, respectively, on its receiving, return surfaces and in sections perpendicular to the distribution of the measured heat flux.

Дополнительное измерение в сечениях тепломера скорости изменения средней по площади температуры и температуры в точках его боковой поверхности позволяет уменьшить динамическую погрешность измерения теплового потока и учесть влияние конвективного теплообмена боковой поверхности тепломера.An additional measurement in the sections of the heat meter of the rate of change of the area-average temperature and temperature at the points of its lateral surface allows one to reduce the dynamic error of the heat flux measurement and take into account the effect of convective heat transfer on the side surface of the heat meter.

Для обоснования повышения точности необходимо рассмотреть основные положения теории, на которой базируется заявленный способ. Он основан на математическом описании теплопередачи в объекте исследования в виде интегральной формы уравнения теплопроводности. Для тепломера, имеющего форму цилиндра с радиусом основания R и толщиной H, который одним основанием воспринимает измеряемый нестационарный тепловой поток, а на боковой поверхности действует конвективный тепловой поток, интегральная форма уравнения теплопроводности имеет видTo justify the increase in accuracy, it is necessary to consider the main provisions of the theory on which the claimed method is based. It is based on the mathematical description of heat transfer in the object of study in the form of an integral form of the heat equation. For a heat meter having the shape of a cylinder with a base radius R and thickness H, which perceives the measured unsteady heat flux with one base, and a convective heat flux acts on the side surface, the integral form of the heat equation has the form

q ( τ ) = q ¯ λ ( H ) ( τ ) + q ¯ C ( H ) ( τ ) + q ¯ α ( H ) ( τ )

Figure 00000009
, q ( τ ) = q ¯ λ ( H ) ( τ ) + q ¯ C ( H ) ( τ ) + q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000009
,

где q ¯ λ ( H ) ( τ ) = λ H [ t ¯ ( S ) ( 0, τ ) t ¯ ( S ) ( H , τ ) ]

Figure 00000010
; q ¯ C ( L ) ( τ ) = C H τ 0 H d x 0 x t ¯ ( S ) ( x , τ ) d x
Figure 00000011
; q ¯ α ( H ) ( τ ) = 2 α R H 0 H d x 0 x t ( x , R , τ ) d x
Figure 00000012
; t ¯ ( S ) ( x , τ )
Figure 00000013
- распределение по толщине тепломера средней на площади его поперечного сечения температуры; λ, С, α, τ - теплопроводность, объемная теплоемкость материала тепломера, коэффициент теплопередачи и время.Where q ¯ λ ( H ) ( τ ) = λ H [ t ¯ ( S ) ( 0 τ ) - t ¯ ( S ) ( H , τ ) ]
Figure 00000010
; q ¯ C ( L ) ( τ ) = C H τ 0 H d x 0 x t ¯ ( S ) ( x , τ ) d x
Figure 00000011
; q ¯ α ( H ) ( τ ) = 2 α R H 0 H d x 0 x t ( x , R , τ ) d x
Figure 00000012
; t ¯ ( S ) ( x , τ )
Figure 00000013
- distribution over the thickness of the heat meter average over the area of its cross-section of temperature; λ, С, α, τ - thermal conductivity, volumetric heat capacity of the heat meter material, heat transfer coefficient and time.

Для тепломера в виде параллелепипеда интегральная форма отличается видом выражения для определения среднего по толщине конвективного теплового потока q ¯ α ( H ) ( τ )

Figure 00000005
. Данная модель является точным математическим описание теплопередачи в тепломере, не привязанным к решениям уравнения теплопроводности и условиям его выполнения. Она представляет собой баланс средних по толщине тепломера тепловых потоков, действующих на граничных поверхностях q(τ), q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000005
проходящего через тепломер q ¯ λ ( H ) ( τ )
Figure 00000014
вследствие теплопроводности материала и аккумулированного q ¯ C ( H ) ( τ )
Figure 00000015
в нем из-за его теплоемкости. Справедливость данной формы представления уравнения теплопроводности была проверена на различных аналитических и дискретных моделях, а также экспериментально. Для одномерного варианта данная интегральная форма может быть получена путем двукратного интегрирования дифференциального уравнения теплопроводности с пределами от 0 до x и от 0 до H. Повторные интегралы вида 0 H d x 0 x t ¯ ( S ) ( x , τ ) d x
Figure 00000016
, 0 H d x 0 x t ( x , R , τ ) d x
Figure 00000017
определяются аналогично однократному интегралу 0 H t ¯ ( S ) ( x , τ ) d x
Figure 00000018
, 0 H t ( x , τ ) d x
Figure 00000019
, по приближенной формулеFor a parallelepiped-type heat meter, the integral form differs in the form of the expression for determining the thickness average convective heat flux q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000005
. This model is an accurate mathematical description of heat transfer in a heat meter, not tied to the solutions of the heat equation and the conditions for its implementation. It represents the balance of heat flux averages over the thickness of the heat meter acting on the boundary surfaces q (τ), q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000005
passing through a heat meter q ¯ λ ( H ) ( τ )
Figure 00000014
due to the thermal conductivity of the material and the accumulated q ¯ C ( H ) ( τ )
Figure 00000015
in it because of its heat capacity. The validity of this form of representation of the heat equation was tested on various analytical and discrete models, as well as experimentally. For the one-dimensional variant, this integral form can be obtained by double integration of the differential heat equation with limits from 0 to x and from 0 to H. Repeated integrals of the form 0 H d x 0 x t ¯ ( S ) ( x , τ ) d x
Figure 00000016
, 0 H d x 0 x t ( x , R , τ ) d x
Figure 00000017
are defined similarly to the single integral 0 H t ¯ ( S ) ( x , τ ) d x
Figure 00000018
, 0 H t ( x , τ ) d x
Figure 00000019
according to the approximate formula

0 H d x 0 x t ( x , τ ) d x = k = 0 m p k t ( x k , τ )

Figure 00000020
, 0 H d x 0 x t ¯ ( S ) ( x , τ ) d x = k = 0 m p k t ¯ ( S ) ( x k , τ )
Figure 00000021
, 0 H d x 0 x t ( x , τ ) d x = k = 0 m p k t ( x k , τ )
Figure 00000020
, 0 H d x 0 x t ¯ ( S ) ( x , τ ) d x = k = 0 m p k t ¯ ( S ) ( x k , τ )
Figure 00000021
,

где p k = 0 H 0 x i = 0 m ( x x i ) / i = 0 m ( x k x i ) d x d x

Figure 00000022
; ( k = 0, m ¯ )
Figure 00000023
, (i≠k) - весовой коэффициент; t(xk, τ) - температура в точке xk; m+1 - количество точек на интервале [0, H], данная формула основана на многочлене Лагранжа; она является точной для многочлена степени m.Where p k = 0 H 0 x i = 0 m ( x - x i ) / i = 0 m ( x k - x i ) d x d x
Figure 00000022
; ( k = 0 m ¯ )
Figure 00000023
, (i ≠ k) is the weight coefficient; t (x k , τ) is the temperature at the point x k ; m + 1 is the number of points on the interval [0, H], this formula is based on the Lagrange polynomial; it is exact for a polynomial of degree m.

В простейшем случае, когда распределение температуры по толщине тепломера одномерно, т.е. отсутствует теплообмен с боковой поверхности, и близкое к линейному, то формула для определения повторного интеграла принимает видIn the simplest case, when the temperature distribution over the thickness of the heat meter is one-dimensional, i.e. there is no heat transfer from the side surface, and close to linear, the formula for determining the repeated integral takes the form

0 H d x 0 x t ( x , τ ) d x = H 2 6 [ 2 t ( 0, τ ) + t ( H , τ ) ]

Figure 00000024
. 0 H d x 0 x t ( x , τ ) d x = H 2 6 [ 2 t ( 0 τ ) + t ( H , τ ) ]
Figure 00000024
.

Тогда из интегральной формы уравнения теплопроводности можно получить расчетную формулу прототипа:Then from the integral form of the heat equation, you can get the calculation formula of the prototype:

q ( τ ) = λ H [ ( t ( 0, τ ) t ( H , τ ) ] + c ρ H 6 ( 2 t ' ( 0, τ ) + t ' ( H , τ ) ]

Figure 00000025
. q ( τ ) = λ H [ ( t ( 0 τ ) - t ( H , τ ) ] + c ρ H 6 ( 2 t '' ( 0 τ ) + t '' ( H , τ ) ]
Figure 00000025
.

Чем больше количество точек на заданной толщине тепломера, тем выше степень полинома, который описывает распределение температуры, что соответствует уменьшению погрешность определения повторного интеграла и, следовательно, увеличению точности определения нестационарного теплового потока Графики, представленные на фиг.1 и фиг.2, иллюстрируют эффект дополнительного измерения температуры и скорости ее изменения в точках тепломера.The larger the number of points on a given thickness of the heat meter, the higher the degree of the polynomial that describes the temperature distribution, which corresponds to a decrease in the error of the determination of the repeated integral and, therefore, to an increase in the accuracy of determination of the unsteady heat flow. The graphs shown in Fig. 1 and Fig. 2 illustrate the effect additional measurement of temperature and its rate of change at the points of the heat meter.

На фиг.1 показан пример изменения во времени плотности теплового потока, действующего на поверхности тепломера (сплошная тонкая линия), значения, рассчитанные по формуле заявляемого способа (символы) и по прототипу (полужирная линия). На фиг.2 приведены погрешности определения теплового потока для данного изменения теплового потока, рассчитанные по формуле заявленного способа: по шести точкам (

Figure 00000026
); по четырем точкам с координатами - х=0r=0,75R, х=0,333H, r=0,75R, х=0,666H, r=0,75R, х=H, r=0,75R (
Figure 00000027
); по двум точкам с координатами - x0=0, r=0,75R; х=0,5H r=0,75R (
Figure 00000028
); и рассчитанные по формулам аналога (
Figure 00000029
) и прототипа (
Figure 00000030
) (R=2,5 мм, H=1,2 мм). Погрешность по аналогу и прототипу находится в пределах от -40% до -60% и от -40% до 20%. Погрешность по заявленному способу, в зависимости от числа используемых точек, изменяется от ±0,5%, до ±2%. Повышение точности определения теплового потока достигнута за счет уменьшения динамической погрешности и учета влияния конвективного теплообмена боковой поверхности. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:Figure 1 shows an example of a change in time of the heat flux density acting on the surface of the heat meter (solid thin line), the values calculated by the formula of the proposed method (symbols) and by the prototype (bold line). Figure 2 shows the errors in determining the heat flux for a given change in heat flux, calculated by the formula of the claimed method: at six points (
Figure 00000026
); at four points with coordinates - x = 0r = 0.75R, x = 0.333H, r = 0.75R, x = 0.666H, r = 0.75R, x = H, r = 0.75R (
Figure 00000027
); at two points with coordinates - x 0 = 0, r = 0.75R; x = 0.5H r = 0.75R (
Figure 00000028
); and calculated by analogue formulas (
Figure 00000029
) and prototype (
Figure 00000030
) (R = 2.5 mm, H = 1.2 mm). The error by analogue and prototype is in the range from -40% to -60% and from -40% to 20%. The error according to the claimed method, depending on the number of points used, varies from ± 0.5% to ± 2%. An increase in the accuracy of determining the heat flux was achieved by reducing the dynamic error and taking into account the influence of convective heat transfer on the side surface. The invention is illustrated by drawings, which depict:

На фиг.1 - график изменения во времени плотности теплового потока, действующего на поверхности тепломера (сплошная тонкая линия), и значения, рассчитанные по формуле заявляемого способа (символы), и по прототипу (полужирная линия).Figure 1 is a graph of the time variation of the density of the heat flux acting on the surface of the heat meter (solid thin line), and the values calculated by the formula of the proposed method (symbols), and by the prototype (bold line).

На фиг.2 - погрешности определения теплового потока, рассчитанные по формуле заявленного способа с различным количеством точек, по формулам аналога (

Figure 00000029
) и прототипа (
Figure 00000030
).Figure 2 - error in determining the heat flux calculated by the formula of the claimed method with a different number of points, by the formulas of the analogue (
Figure 00000029
) and prototype (
Figure 00000030
)

На фиг.3 - пример реализации заявленного способа.Figure 3 is an example implementation of the inventive method.

Устройство, реализующее заявленный способ, состоит из тепломера 1 в виде цилиндра с радиусом основания R и устройства для обработки аналоговых сигналов. В нем использована приближенная формула определения повторного интеграла по двум точкам, одна из которых находится в среднем сечении, и которая является точной для параболического распределения температуры по толщине тепломера. В тепломере установлены: дифференциальная термопара 2 и термобатарея 3, рабочие спаи которых имеют координаты: х=0 r=0,75R, х=0,5Н r=0,75R, х=Н r=0,75R, измеряющие средние температуры по площади основания цилиндра в соответствующих сечениях тепломера по координате х. Устройство содержит: усилители термо-э.д.с. 4 и 5 для сигналов, пропорциональных соответственно разности температур и взвешенной суммы температур, дифференциатор 6, масштабирующий делитель напряжения 7 для получения сигнала, пропорционального величине поправки на теплообмен боковой поверхности q ¯ α ( H ) ( τ )

Figure 00000005
, и сумматор 8, выходное напряжение которого связано линейной зависимостью U(τ)=Kq(τ) с измеряемым тепловым потоком, где K - масштабирующий коэффициент. В устройстве реализована расчетная формула заявленного способа с учетом выбранной приближенной формулы определения повторного интеграла и определения поправки на теплообмен боковой поверхности по сигналу термобатареи.A device that implements the claimed method consists of a heat meter 1 in the form of a cylinder with a radius of the base R and a device for processing analog signals. It uses an approximate formula for determining the repeated integral over two points, one of which is in the middle section, and which is accurate for the parabolic distribution of temperature over the thickness of the heat meter. The heat meter contains: differential thermocouple 2 and thermopile 3, the working junctions of which have the coordinates: x = 0 r = 0.75R, x = 0.5H r = 0.75R, x = H r = 0.75R, measuring average temperatures the base area of the cylinder in the corresponding sections of the heat meter along the x coordinate. The device contains: thermo-emf amplifiers. 4 and 5 for signals proportional respectively to the temperature difference and the weighted sum of the temperatures, a differentiator 6, a scaling voltage divider 7 to obtain a signal proportional to the magnitude of the correction for heat transfer of the side surface q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000005
, and adder 8, the output voltage of which is connected by a linear dependence U (τ) = Kq (τ) with the measured heat flux, where K is the scaling factor. The device implements the calculation formula of the claimed method, taking into account the selected approximate formula for determining the repeated integral and determining the correction for heat transfer of the side surface by the signal of the thermal battery.

Данный способ прошел экспериментальные исследования на лабораторной установке и теоретические исследования на различных одно- и двухмерных моделях тепломеров методом имитационного моделирования При вычислении погрешности определения теплового потока были использованы результаты имитационного моделирования его измерения на двухмерной модели с дискретностью по координатам h=0,1 мм цилиндрического тепломера диаметром D=5 мм и толщиной H=1,2 мм, имеющего теплопроводность λ=0,3 Вт/(м·К) и температуропроводность а=1,5 м2/с. На боковой поверхности и противоположной принимающей были приняты граничные условия 3 рода с коэффициентом теплообмена соответственно α=50 Вт/(м2·К) и α=100 Вт/(м2·K).This method has undergone experimental studies in a laboratory setup and theoretical studies on various one-and two-dimensional models of heat meters by simulation method. To calculate the error in determining the heat flux, we used the results of simulation modeling of its measurement on a two-dimensional model with discreteness in the coordinates h = 0.1 mm of a cylindrical heat meter with a diameter of D = 5 mm and a thickness of H = 1.2 mm, having a thermal conductivity λ = 0.3 W / (m · K) and thermal diffusivity a = 1.5 m 2 / s. On the lateral surface and the opposite receiving, boundary conditions of the third kind were adopted with the heat transfer coefficient α = 50 W / (m 2 · K) and α = 100 W / (m 2 · K), respectively.

Claims (1)

Способ определения нестационарного теплового потока, заключающийся в измерении разности и скорости изменения средних температур приемной и обратной поверхностей тепломера, отличающийся тем, что дополнительно измеряют в сечениях тепломера скорость изменения средней по площади температуры и температуру в точках его боковой поверхности, а тепловой поток определяют по формуле
q ( τ ) = λ H [ t ¯ 0 ( S ) ( τ ) t ¯ H ( S ) ( τ ) ] + C H k = 0 m p k t ¯ k ( S ) ( τ ) τ + q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000004
,
где λ, С - теплопроводность и объемная теплоемкость материала тепломера;
Н, S, τ - толщина, площадь поперечного сечения тепломера и время;
pk - весовой коэффициент при средней скорости изменения температуры;
m+1 - количество сечений тепломера, в которых измеряется скорость изменения средней температуры:
q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000005
- поправка на конвективный теплообмен боковой поверхности тепломера;
t ¯ 0 ( S ) ( τ )
Figure 00000006
, t ¯ H ( S ) ( τ )
Figure 00000007
, t ¯ k ( S ) ( τ )
Figure 00000008
- средняя по площади тепломера температура соответственно на его приемной, обратной поверхностях и в сечениях, перпендикулярных распространению измеряемого теплового потока.
A method for determining an unsteady heat flow, which consists in measuring the difference and the rate of change of average temperatures of the receiving and return surfaces of the heat meter, characterized in that they additionally measure the rate of change of the average temperature over the area and the temperature at the points of its lateral surface in sections of the heat meter, and the heat flux is determined by the formula
q ( τ ) = λ H [ t ¯ 0 ( S ) ( τ ) - t ¯ H ( S ) ( τ ) ] + C H k = 0 m p k t ¯ k ( S ) ( τ ) τ + q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000004
,
where λ, C - thermal conductivity and volumetric heat capacity of the material of the heat meter;
H, S, τ - thickness, cross-sectional area of the heat meter and time;
p k - weight coefficient at an average rate of temperature change;
m + 1 - the number of sections of the heat meter, in which the rate of change of average temperature is measured:
q ¯ α ( H ) ( τ )
Figure 00000005
- correction for convective heat transfer of the side surface of the heat meter;
t ¯ 0 ( S ) ( τ )
Figure 00000006
, t ¯ H ( S ) ( τ )
Figure 00000007
, t ¯ k ( S ) ( τ )
Figure 00000008
- the average temperature over the area of the heat meter, respectively, on its receiving, return surfaces and in sections perpendicular to the distribution of the measured heat flux.
RU2013154720/28A 2013-12-11 2013-12-11 Method for determining non-stationary heat flow RU2551836C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154720/28A RU2551836C1 (en) 2013-12-11 2013-12-11 Method for determining non-stationary heat flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154720/28A RU2551836C1 (en) 2013-12-11 2013-12-11 Method for determining non-stationary heat flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2551836C1 true RU2551836C1 (en) 2015-05-27

Family

ID=53294623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154720/28A RU2551836C1 (en) 2013-12-11 2013-12-11 Method for determining non-stationary heat flow

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2551836C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752396C1 (en) * 2020-11-25 2021-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Method for determining heat flux
RU2787300C1 (en) * 2022-05-17 2023-01-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Increasing the speed of measurement of non-stationary heat flux in time.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU218483A1 (en) * В. С. Казаков METHOD OF MEASUREMENT OF AVERAGE OVER THE TIME OF UNSTEADY HEAT FLOWS VALUES
SU1024751A1 (en) * 1981-12-29 1983-06-23 Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Non=stationary thermal flux measuring method and device for application thereof
SU1045011A1 (en) * 1982-04-19 1983-09-30 Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Non-stationary thermal flux measuring method
SU1686317A1 (en) * 1989-01-04 1991-10-23 Институт технической теплофизики АН УССР Device for measuring nonstationary flow
SU1728681A1 (en) * 1990-04-24 1992-04-23 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Measure of non-stationary heat flux

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU218483A1 (en) * В. С. Казаков METHOD OF MEASUREMENT OF AVERAGE OVER THE TIME OF UNSTEADY HEAT FLOWS VALUES
SU1024751A1 (en) * 1981-12-29 1983-06-23 Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Non=stationary thermal flux measuring method and device for application thereof
SU1045011A1 (en) * 1982-04-19 1983-09-30 Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Non-stationary thermal flux measuring method
SU1686317A1 (en) * 1989-01-04 1991-10-23 Институт технической теплофизики АН УССР Device for measuring nonstationary flow
SU1728681A1 (en) * 1990-04-24 1992-04-23 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Measure of non-stationary heat flux

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752396C1 (en) * 2020-11-25 2021-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Method for determining heat flux
RU2787300C1 (en) * 2022-05-17 2023-01-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Increasing the speed of measurement of non-stationary heat flux in time.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Turkyilmazoglu Determination of the correct range of physical parameters in the approximate analytical solutions of nonlinear equations using the Adomian decomposition method
Réveillet et al. Simulations of changes to Glaciar Zongo, Bolivia (16 S), over the 21st century using a 3-D full-Stokes model and CMIP5 climate projections
CN104792435A (en) Method for reconstructing nonuniform temperature field inside structure and based on transient-state thermal boundary inversion
Devi et al. Prediction of depth averaged velocity and boundary shear distribution of a compound channel based on the mixing layer theory
RU2529664C1 (en) Calorimeter of alternating temperature (versions)
CN107436208B (en) A kind of fully analytical model modeling method of condenser type wall shear stress sensor probe
Sanchez et al. Small-scale spectrum of a scalar field in water: The Batchelor and Kraichnan models
CN106706165A (en) Method and device for measuring temperature
CN103940847A (en) Anisotropy film heat conductivity testing method and device based on heat flux sensors
CN201858993U (en) Device for measuring flow quantity of double-directional unstable fluid flow
CN109100051A (en) The temperature correction and device of the dynamic response of temperature sensor
Kant et al. Determination of surface heat flux distributions by using surface temperature measurements and applying inverse techniques
RU2551836C1 (en) Method for determining non-stationary heat flow
CN203502367U (en) Device for testing heat conductivity coefficient of material by transient plane heat source method
CN104913862B (en) convective heat flow measuring method based on circular foil heat flow meter
CN104776942A (en) Infrared thermal image-based industrial boiler surface radiation loss measurement method
Verboven et al. Sensitivity of the food centre temperature with respect to the air velocity and the turbulence kinetic energy
Braam et al. Similarity Relations for C_ T^ 2 CT 2 in the Unstable Atmospheric Surface Layer: Dependence on Regression Approach, Observation Height and Stability Range
Woodfield et al. On estimating thermal diffusivity using analytical inverse solution for unsteady one-dimensional heat conduction
CN102095507B (en) Method for measuring smaller cooling liquid temperature difference in thermal balance of internal combustion engine by jointed thermocouples
CN101055300B (en) Resistance measuring method
RU2523090C1 (en) Method of determining specific heat capacity of materials
Syarifuddin et al. Rainfall Information System Using Geometry Algorithm on IoT Platform
RU2556290C1 (en) Method of determination of thermophysical properties of solid materials
Chunli et al. A numerical method on inverse determination of heat transfer coefficient based on thermographic temperature measurement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151212