RU74711U1 - Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект - Google Patents
Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект Download PDFInfo
- Publication number
- RU74711U1 RU74711U1 RU2008104939/22U RU2008104939U RU74711U1 RU 74711 U1 RU74711 U1 RU 74711U1 RU 2008104939/22 U RU2008104939/22 U RU 2008104939/22U RU 2008104939 U RU2008104939 U RU 2008104939U RU 74711 U1 RU74711 U1 RU 74711U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- test object
- pipe
- output
- inlet
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Устройство относится к строительной технике и может быть преимущественно использовано для измерения тепловых величин различных строительных конструкций, например, стен, потолков, полов, различных переборок, выгородок, подволоков и др. Нагрев теплообменника до рабочей температуры осуществляется на удалении от исследуемого объекта, после чего теплообменник устанавливают вплотную к внутренней поверхности исследуемого объекта. Поддержание неизменной температуры теплоносителя на входе теплообменника в процессе измерений позволяет повысить потребительские свойства путем повышения точности и достоверности. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Полезная модель относится к строительной технике и может быть преимущественно использована для измерения тепловых величин различных строительных конструкций, например, стен, потолков, полов, переборок, подволоков и др.
Известно устройство для бурения скважин [1], позволяющее получать образцы материалов с различной глубины. Измеряя параметры этих образцов, можно получить информацию о физических и химических свойствах и конфигурации глубинных слоев. Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает неразрушающего контроля исследуемого объекта.
Известны многочисленные варианты устройств для ультразвуковой дефектоскопии, например, [2, 3], позволяющие определить наличие неоднородностей в различных конструкциях и конфигурацию этих неоднородностей, однако приборы такого рода не позволяют провести измерение теплофизических величин исследуемых материалов, в частности, теплового сопротивления.
Известны многочисленные варианты устройств для измерения теплового сопротивления различных радиоэлектронных приборов, например, описанное в [4] устройство для измерения теплового сопротивления транзисторов. Недостаток известного технического решения заключается в узкой области применения: его можно использовать только для измерения теплового сопротивления транзисторов.
Известно описанное в [5] устройство для определения характеристик материалов, содержащее источник импульсного нагрева, термопару и электронный блок обработки. Термопара расположена на поверхности исследуемого образца. Выход термопары подключен к входу электронного блока обработки. Главный недостаток известного устройства заключается в том, что при использовании импульсного нагрева необходима сложная обработка результатов измерений, для чего требуется сложная аппаратура. Это приводит к значительному удорожанию проведения измерений. Кроме того, большая сложность обработки результатов измерений приводит к снижению их точности и достоверности.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является устройство для измерения теплофизических характеристик [6], содержащее теплообменник, входной трубопровод, выходной трубопровод, два контактный измерителя температуры, тепловую изоляцию, внешняя поверхность теплообменника снабжена тепловой изоляцией кроме примыкающей к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхности теплообменника, выход теплообменника соединен с входом выходного трубопровода, первый контактный измеритель температуры размещен между внутренней поверхностью исследуемого объекта и внешней поверхностью теплообменника. Второй контактный измеритель температуры размещен либо на внешней поверхности исследуемого объекта, либо на боковой поверхности исследуемого объекта.
Известное устройство обладает низкими потребительскими свойствами. Это обусловлено необходимостью поддержания постоянной величины массового расхода теплоносителя [кг/с] и постоянной температуры теплоносителя на входе теплообменника для обеспечения высокой точности и высокой достоверности измерений. Если же эти параметры теплоносителя нестабильны во времени, то известное устройство не позволяет
добиться высокой точности и высокой достоверности измерений, в результате чего потребительские свойства оказываются низкими.
Задачей полезной модели является повышение потребительских свойств путем повышения точности и достоверности измерений.
Решение поставленной задачи в соответствии с п.1 формулы полезной модели обеспечивается тем, что в известное устройство, содержащее теплообменник, входной трубопровод, выходной трубопровод, первый контактный измеритель температуры, второй контактный измеритель температуры, тепловую изоляцию, внешняя поверхность теплообменника снабжена тепловой изоляцией кроме обращенной к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхности теплообменника, выход теплообменника соединен с входом выходного трубопровода, первый контактный измеритель температуры размещен на обращенной к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхности теплообменника, внесены следующие усовершенствования: оно дополнительно содержит нагревательный бак, соединительный трубопровод, накопительный бак, сливной бак, нагревательный бак снабжен нагревательным элементом, соединительный трубопровод снабжен измерителем расхода теплоносителя и вентилем, выход входного трубопровода соединен с входом нагревательного бака, выход нагревательного бака соединен с входом соединительного трубопровода, выход соединительного трубопровода соединен с входом теплообменника, выход накопительного бака соединен с входом входного трубопровода, выход выходного трубопровода соединен с входом сливного бака, теплообменник выполнен с возможностью пространственного перемещения относительно исследуемого объекта, причем расстояние b между внутренней поверхностью исследуемого объекта и обращенной к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхности теплообменника выбирают из соотношений:
b≥b0 при ТТН<ТРАБ,
b=0 при ТТН=ТРАБ,
где b0 - исключающее тепловое взаимодействие между исследуемым объектом и теплообменником расстояние между обращенной к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхностью теплообменника и внутренней поверхностью исследуемого объекта, ТТН - температура теплоносителя, ТРАБ - рабочее значение температуры теплоносителя.
Использование в заявленном устройстве нагревательного бака, снабженного нагревательным элементом, обеспечивает постоянство во времени температуры теплоносителя на входе теплообменника и постоянство во времени величины массового расхода теплоносителя в теплообменнике. Выполнение теплообменника с возможностью пространственного перемещения относительно исследуемого объекта позволяет осуществить предварительное нагревание теплообменника до рабочей температуры на удалении от исследуемого объекта, после чего переместить теплообменник вплотную к внутренней поверхности исследуемого объекта. Вентиль позволяет регулировать величину массового расхода теплоносителя, проходящего через соединительный трубопровод. Таким образом, с момента начала измерений температура теплообменника остается неизменной во времени, в результате чего повышаются точность и достоверность измерений. Это приводит к повышению потребительских свойств заявленного устройства по сравнению с прототипом.
Покажем, что задача полезной модели решается в заявленном техническом решении.
Рассмотрим случай, когда исследуемый объект имеет вид плоской стенки, выполненной в виде однородного и изотропного слоя. Это означает, что все теплофизические свойства материала такого слоя одинаковы по всем координатам.
Измерив продолжительность начальной стадии нагрева τ1 экспериментально, можно определить удельное сопротивление теплопередаче (которое иначе называют удельным тепловым сопротивлением) исследуемого объекта через температуропроводность по формуле:
где r - удельное тепловое сопротивление объекта, м2К/Вт; λ - коэффициент теплопроводности материала объекта, Вт/мК; L - толщина плоского слоя исследуемого объекта, м; с0 - объемная теплоемкость материала объекта, Дж/м3К; а - коэффициент температуропроводности материала объекта, м2/с, Fo1 - характеристическое значение критериального числа Фурье, соответствующее времени τ1.
Были проведены расчетные исследования длительности процесса с учетом влияния основных определяющих параметров. Эти исследования дополнялись численными расчетами, учитывающими термическую инерцию теплообменника.
При измерениях осуществляется нагрев внутренней поверхности исследуемого объекта до температуры tв, что соответствует температурному напору на нагреваемой внутренней поверхности исследуемого объекта
где tс - начальное значение температуры по всей толщине исследуемого объекта, равное значению температуры окружающей среды, которая до начала измерений одинакова у внутренней и противоположной ей наружной поверхностей исследуемого объекта.
Затем исследуемый объект постепенно прогревается, и через некоторое время τ2, фиксируемое в эксперименте, начинает расти температура на наружной поверхности исследуемого объекта. При этом перегрев на наружной поверхности исследуемого объекта относительно начальной
температуры и температуры окружающей среды, определяемый из соотношения
монотонно возрастает во времени.
Суть известного способа (устройства) заключается в следующем.
Значение Fo2, характеризующего первую стадию прогрева, определяется величинами температурного напора ϑ0 на нагреваемой внутренней и перегрева и Δt на внешней поверхностях исследуемого объекта, т.е.
В интервале изменения Δt (0,01-0,5)°С зависимость (4) аппроксимируется формулой [6]
где С=0,2(ϑ0)-0,25, r=0,35(ϑ0)-0,16.
В интервале изменения Δt (0,5-2,0)°С зависимость (4) аппроксимируется другой формулой [6]
где k1=0,18(ϑ0)-0,56, k2=0,11(ϑ0)-0,18.
Формула (6) является чисто эмпирической. Она не совсем удобна, поскольку коэффициенты 0,18 и 0,11 имеют дробные размерности. Преобразуем ее к полностью безразмерному виду:
где ϑm - характеристическое значение температурного напора. Примем ϑm=100. Тогда (7) можно представить в виде
Обычно нагрев внутренней поверхности исследуемого объекта реализуется с использованием проточного теплообменника, нагреваемого до
заданной температуры, который находится в тепловом контакте с внутренней поверхностью исследуемого объекта. На наружной поверхности исследуемого объекта установлены датчики температуры, которые позволяют измерять зависимость Δt(τ). По этой зависимости определяется коэффициент температуропроводности с использованием формулы (1), в которую для каждого момента времени τ2 подставляется значение Fo2, вычисленное по формуле (5) - до Δt≤0,5°С и по формуле (9) при 0,5°С≤Δt≤2°С. Последний диапазон перегревов наиболее важен, поскольку измерение их значений от 0,5 до 2°С осуществляется с наименьшей погрешностью.
Осуществим учет термической инерционности теплообменника. Для этого рассмотрим ситуацию, когда теплообменник находится в контакте с внутренней поверхностью исследуемого объекта и имеет ту же начальную температуру, а прогрев теплообменника начинается в момент начала подачи на его вход теплоносителя с начальной температурой t0. Тогда изменение температуры теплообменника во времени может быть описано следующим образом [9]
где t1 - температура внутренней поверхности исследуемого объекта, находящейся в контакте с рабочей поверхностью теплообменника [К]; t0 - температура теплоносителя на входе теплообменника [К]; σ - тепловая проводимость между рабочей поверхностью теплообменника и внутренней поверхностью исследуемого объекта [Вт/К]; Cw - полная теплоемкость теплообменника вместе с трубопроводом [Дж/К]; S - площадь
внутренней поверхности трубопровода [м2]; α - коэффициент теплообмена теплоносителя с внутренней поверхностью трубопровода [Вт/м2К]; М - массовый расход теплоносителя [кг/с]; cf - удельная теплоемкость теплоносителя [Дж/кгК].
В начальный момент времени τ=0 температуры теплообменника и нагреваемой внутренней поверхности исследуемого объекта равны начальной температуре или температуре среды, то есть tт=t1=tс. Выход на стационарный тепловой режим осуществляется при τт>4/m0, то есть на нагрев внутренней поверхности исследуемого объекта необходимо затратить определенное время, которое требует оценки. Неучет этого времени приводит к систематической погрешности при определении времени τ, затрачиваемого на сквозной прогрев слоя. Это, в свою очередь, внесет систематическую погрешность в определение коэффициента температуропроводности.
Относительная погрешность определения коэффициента температуропроводности вычисляется следующим образом. Для выбранного номинального значения коэффициента температуропроводности вычисляется с учетом формулы (9) Δt(τ2), где τ2 - время возникновения перегрева с учетом термоинерционности теплообменника. Эта величина больше τ, а в предельном случае нулевой термоинерционности теплообменника совпадает с ней. Тогда можно записать
где a2 - значение а, определенное с учетом времени, затрачиваемого на нагрев теплообменника до стационарной температуры. Относительная погрешность определяется по формуле
Рассмотрим систему «теплообменник - исследуемый объект». Для расчета a2 необходимо поставить краевую задачу теплопроводности с граничным условием первого рода на нагреваемой поверхности и условием теплоизоляции на противоположной ей поверхности.
Уравнение теплопроводности запишем в виде
с граничными условиями:
и начальным условием:
При этом в граничные условия на нагреваемой поверхности будет входить температура теплообменника, определяемая по формуле (9), причем под t1 понимается температура нагреваемой внутренней поверхности исследуемого объекта.
В такой постановке задача оказывается весьма сложной для использования аналитических подходов. Поэтому расчеты проводились численно, с использованием конечно-разностной схемы, построенной интегроинтерполяционным методом [10]. Фиксировалось время, при котором температура теплоизолированной поверхности начинала изменяться, а также время, в течение которого это изменение происходило в интервале от 0,5 до 2°С. Далее по значениям этого изменения и величине температурного напора на нагреваемой поверхности рассчитывалось критериальное число Фурье Fo2 по формуле (8). Затем из (10) вычислялось a2, и из (11) с использованием номинального значения температуропроводности - δa2.
Полученные результаты представлены на фиг.1 и фиг.2.
На фиг.1 приведены графики зависимости относительной погрешности определения коэффициента температуропроводности плоского исследуемого объекта толщиной 0,3 м за счет запаздывания нагрева теплоносителем теплообменника, вводимого в соприкосновение с поверхностью исследуемого объекта, от измеряемого перегрева на противоположной поверхности исследуемого объекта. Номинальные значения коэффициента температуропроводности равны, (м2/с, 10-6): 0,9 (линия L1); 0,3 (линия L2); 0,15 (линия L3). Температура теплоносителя на входе в теплообменник ϑ0=80 К, его массовый расход М=5 г/с.
На фиг.2 приведены графики зависимости относительной погрешности определения коэффициента температуропроводности плоского исследуемого объекта толщиной 0,3 м за счет запаздывания нагрева теплоносителем теплообменника, вводимого в соприкосновение с внутренней поверхностью исследуемого объекта, от измеряемого перегрева на наружной поверхности исследуемого объекта. Номинальные значения коэффициента температуропроводности равны, (м2/с, 10-6): 0,9 (линия L4); 0,3 (линия L5); 0,15 (линия L6). Температура теплоносителя на входе в теплообменник ϑ0=50 К, его массовый расход M=5 г/с.
Таким образом, если теплообменник постоянно расположен вплотную к внутренней поверхности исследуемого объекта, то есть теплообменник постоянно находится в тепловом контакте с внутренней поверхностью исследуемого объекта, то из-за наличия переходных процессов в этой системе существует систематическая погрешность измерений.
Заявленное устройство реализует идею, в соответствии с которой теплообменник не с самого начала находится в тепловом контакте с внутренней поверхностью исследуемого объекта, а предварительно прогревается до рабочей температуры, находясь от внутренней поверхности исследуемого объекта на расстоянии, исключающем возможность теплового контакта между теплообменником и внутренней поверхностью исследуемого
объекта, и только после достижения теплоносителем рабочей температуры теплообменник устанавливается вплотную к внутренней поверхности исследуемого объекта, в результате чего обеспечивается тепловой контакт теплообменника с внутренней поверхностью исследуемого объекта.
В частном случае в соответствии с п.2 формулы полезной модели устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект дополнительно содержит расположенный в соединительном трубопроводе третий контактный измеритель температуры. Наличие этого контактного измерителя температуры позволяет получить более полную информацию о процессе теплообмена, в результате чего повышаются точность и достоверность измерений.
В частном случае в соответствии с п.3 формулы полезной модели устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемы объект дополнительно содержит расположенный в выходном трубопроводе четвертый контактный измеритель температуры. Наличие этого контактного измерителя температуры позволяет получить более полную информацию о процессе теплообмена, в результате чего повышаются точность и достоверность измерений.
В частном случае в соответствии с п.4 формулы полезной модели второй контактный измеритель температуры расположен на внешней поверхности исследуемого объекта. Такой вариант конструктивного выполнения заявленного устройства обеспечивают фиксацию времени начала подъема температуры в заданной точке, расположенной на внешней поверхности исследуемого объекта.
В частном случае в соответствии с п.5 формулы полезной модели второй контактный измеритель температуры расположен на боковой поверхности исследуемого объекта. Такой вариант конструктивного выполнения заявленного устройства обеспечивают фиксацию времени начала
подъема температуры в заданной точке, расположенной на боковой поверхности исследуемого объекта.
В частном случае в соответствии с п.6 формулы полезной модели накопительный бак выполнен регулируемым по высоте. Такой вариант конструктивного выполнения заявленного устройства позволяет при необходимости изменять давление теплоносителя на входе теплообменника, в результате чего можно изменять величину массового расхода теплоносителя в теплообменнике в зависимости от конкретных условий проведения измерений.
В частном случае в соответствии с п.7 формулы полезной модели накопительный бак снабжен сливным трубопроводом, выход которого соединен с вторым входом сливного бака. Если параметры заявленного устройства подобраны таким образом, что величина массового расхода теплоносителя в соединительном трубопроводе меньше, чем минимально возможная величина массового расхода теплоносителя в входном трубопроводе, то часть теплоносителя все время уходит через сливной трубопровод, в результате чего обеспечивается постоянный уровень теплоносителя в нагревательном баке. Это приводит к постоянству величины массового расхода теплоносителя в теплообменнике.
В частном случае в соответствии с п.8 формулы полезной модели устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект дополнительно содержит внешний трубопровод, накопительный бак снабжен измерителем уровня теплоносителя, внешний трубопровод снабжен вторым вентилем, управляющий вход которого соединен с выходом измерителя уровня теплоносителя. Если параметры заявленного устройства подобраны таким образом, что величина массового расхода теплоносителя в входном трубопроводе меньше, чем минимально возможная величина массового расхода теплоносителя в внешнем трубопроводе, то датчик уровня теплоносителя формирует сигнал, поступающий
на управляющий вход управляемого вентиля, в результате чего обеспечивается постоянный уровень теплоносителя в накопительном баке. Это приводит к постоянству величины массового расхода теплоносителя в теплообменнике.
Сущность полезной модели поясняется описанием двух конкретных вариантов конструктивного выполнения заявленного устройства и чертежами, на которых:
- на фиг.1 - фиг.2 приведены графики, поясняющие сущность полезной модели;
- на фиг.3 приведена схема первого варианта конструктивного выполнения заявленного устройства;
- на фиг.4 приведена схема второго варианта конструктивного выполнения заявленного устройства.
Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемы объект (первый вариант конструктивного выполнения), содержит (фиг.3) теплообменник 1, входной трубопровод 2, выходной трубопровод 3, первый контактный измеритель 4 температуры, второй контактный измеритель 5 температуры, тепловую изоляцию 6, внешняя поверхность теплообменника 1 снабжена тепловой изоляцией 6 кроме обращенной к внутренней поверхности 7 исследуемого объекта 8 внешней поверхности теплообменника 1, выход теплообменника 1 соединен с входом выходного трубопровода 3, первый контактный измеритель 4 температуры размещен на обращенной к внутренней поверхности 7 исследуемого объекта 8 внешней поверхности теплообменника 1. Устройство также содержит нагревательный бак 9, соединительный трубопровод 10, накопительный бак 11, сливной бак 12, нагревательный бак 9 снабжен нагревательным элементом, соединительный трубопровод 10 снабжен измерителем расхода теплоносителя 13 и вентилем 14, выход входного трубопровода 2 соединен с входом нагревательного бака 9, выход нагревательного
бака 9 соединен с входом соединительного трубопровода 10, выход соединительного трубопровода 10 соединен с входом теплообменника 1, выход накопительного бака 11 соединен с входом входного трубопровода 2, выход выходного трубопровода 3 соединен с входом сливного бака 12, теплообменник 1 выполнен с возможностью пространственного перемещения относительно исследуемого объекта 8, причем расстояние b между внутренней поверхностью исследуемого объекта 8 и обращенной к внутренней поверхности 7 исследуемого объекта 8 внешней поверхности теплообменника 1 выбирают из соотношений:
b≥b0 при ТТН<ТРАБ,
b=0 при ТТН=ТРАБ,
где b0 - исключающее тепловое взаимодействие между исследуемым объектом 8 и теплообменником 1 расстояние между обращенной к внутренней поверхности 7 исследуемого объекта 8 внешней поверхностью теплообменника 1 и внутренней поверхностью 7 исследуемого объекта 8, ТТН - температура теплоносителя, ТРАБ - рабочее значение температуры теплоносителя.
В соединительном трубопроводе 10 расположен третий контактный измеритель 15 температуры, в выходном трубопроводе 3 расположен четвертый контактный измеритель 16 температуры. Второй контактный измеритель 5 температуры расположен на внешней поверхности 17 исследуемого объекта 8 или на боковой поверхности 18 исследуемого объекта 8. Накопительный бак 11 выполнен регулируемым по высоте. Он снабжен сливным трубопроводом 19, выход которого соединен с вторым входом сливного бака 12.
Направление движения теплоносителя показано стрелками, обозначенными на чертежах позицией 20. В качестве нагревательного элемента может быть применен преобразователь электрической энергии в тепловую
энергию. Клеммы, к которым подключается внешний источник электрической энергии, обозначены на чертежах позицией 21.
Изменение величины массового расхода теплоносителя через теплообменник 1 осуществляется изменением высоты h накопительного бака 11 над теплообменником 1. При этом накопительный бак 11 должен быть расположен выше нагревательного бака 9.
Скапливающийся в сливном баке 12 теплоноситель может быть снова использован путем транспортировки из сливного бака 12 в накопительный бак 11 с помощью возвратного трубопровода 22, снабженного насосом 23 и вторым вентилем 24 или путем транспортировки теплоносителя из сливного бака 12 в накопительный бак 11 с помощью каких-либо контейнеров, например, ведер. Теплообменник 1 установлен на подвижном основании 25 с помощью кронштейна 26. Стрелки 27 указывают направление перемещения теплообменника 1.
Описанный вариант конструктивного выполнения заявленного устройства работает следующим образом. Теплоноситель из накопительного бака 11 по входному трубопроводу 2 попадает в нагревательный бак 9. Нагревательный элемент нагревает находящийся в нагревательном баке 9 теплоноситель. Излишек поступившего в накопительный бак 11 теплоносителя по сливному трубопроводу 19 поступает в сливной бак 12 (это поддерживает постоянным уровень теплоносителя в накопительном баке 11). Пока температура теплоносителя ниже рабочей величины, теплообменник 1 находится от внутренней поверхности 7 исследуемого объекта 8 на расстоянии, исключающим тепловой контакт между ними. После достижения теплоносителем требуемой температуры теплообменник 1 придвигается вплотную к внутренней поверхности 7 исследуемого объекта 8. Это обеспечивает тепловой контакт между ними.
Рабочая температура теплоносителя на входе теплообменника 1 должна быть выше максимально возможной температуры теплоносителя
на входе нагревательного бака 9. При изменении температуры поступающего во входной трубопровод 2 теплоносителя постоянство температуры на входе теплообменника 1 обеспечивается изменением режима работы нагревательного элемента. В теплообменнике 1 теплоноситель отдает тепловую энергию исследуемому объекту 8 через участок внутренней поверхности 7 исследуемого объекта 8, примыкающий к внешней поверхности теплообменника 1. Первый контактный измеритель 4 температуры фиксирует изменение во времени температуры в области контакта внешней поверхности теплообменника 1 с внутренней поверхностью 7 исследуемого объекта 8. Второй контактный измеритель 5 температуры фиксирует момент начала подъема температуры и ее дальнейшее изменение во времени в заданной точке. В соответствии с п.4 формулы полезной модели заданная точка выбирается на внешней поверхности 17 исследуемого объекта 8. В соответствии с п.5 формулы полезной модели заданная точка выбирается на боковой поверхности 18 исследуемого объекта 8. Прошедший через теплообменник 1 теплоноситель по выходному трубопроводу 3 поступает на первый вход сливного бака 12, на второй вход которого по сливному трубопроводу 19 поступает излишек теплоносителя из накопительного бака 11. Находящийся в сливном баке 12 теплоноситель перекачивается насосом 23 по возвратному трубопроводу 22 в накопительный бак 11. Расчет удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект 8 осуществляется по известной методике, описанной, например, в [6].
Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект (второй вариант конструктивного выполнения), в соответствии с п.8 формулы полезной модели дополнительно содержит (фиг.4) внешний трубопровод 28, накопительный бак 11 снабжен измерителем 29 уровня теплоносителя, внешний трубопровод 28 снабжен управляемым вентилем 30, управляющий вход которого соединен с выходом
измерителя 29 уровня теплоносителя. В этом варианте конструктивного выполнения устройства отсутствует сливной трубопровод. В остальном конструктивное выполнение этого варианта устройства аналогично вышеописанному варианту.
Изменение величины массового расхода теплоносителя через теплообменник 1 осуществляется изменением высоты h накопительного бака 11 над теплообменником 1. При этом накопительный бак 11 должен быть расположен выше нагревательного бака 9.
Скапливающийся в сливном баке 12 теплоноситель может быть снова использован путем транспортировки из сливного бака 12 в накопительный бак 11 с помощью внешнего трубопровода 28, снабженного насосом 23 или путем транспортировки теплоносителя из сливного бака 12 в накопительный бак 11 с помощью каких-либо контейнеров, например, ведер.
В описанном варианте конструктивного выполнения заявленного устройства поддержание постоянного уровня теплоносителя в накопительном баке 11 осуществляется с помощью измерителя 29 уровня теплоносителя, сигнал с выхода которого подается на управляющий вход управляемого вентиля 30, который при необходимости изменяет количество поступающего в накопительный бак 11 теплоносителя. В остальном работа данного варианта конструктивного выполнения устройства аналогично работе ранее описанного варианта. Расчет удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект 8 осуществляется по известной методике, описанной, например, в [6].
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Сухов Р.И., Лебедкин Ю.М., Кузнецов В.Г. и др. Способ бурения скважин и устройство для его осуществления. Патент РФ на изобретение
№2237148, приор. 1999.10.06, публ. 2001.07.20, МПК 7 E21B 6/02, E21B 7/00, E21B 10/36.
2. Пилин Б.П., Марков А.А., Молотков С.Л. Способ ультразвуковой дефектоскопии и устройство, его реализующее. Патент РФ на изобретение №2131123, приор. 1996.01.12, публ. 1999.05.27, МПК 6 G01N 29/04.
3. Бобров В.Т., Тарабрин В.Ф., Ордынец С.А., Кулешов Р.В. Ультразвуковой дефектоскоп «Ласточка». Патент РФ на изобретение №2231783, приор. 2001.08.09., публ. 2003.07.10, МПК 7 G01N 29/04.
4. Сергеев В.А. Устройство для измерения теплового сопротивления транзисторов. Заявка на патент РФ на изобретение №2000127414/09, приор. 2000.10.31, публ. 2002.10.10, МПК 7 G01R 31/26.
5. Медведев В.В., Троицкий О.Ю. Устройство для определения характеристик материалов. Патент РФ на изобретение №2212653, приор. 2002.05.28, публ. 2003.09.20, МПК 7 G01N 25/18.
6. Абрамова Е.В., Богоявленский А.И., Исаков П.Г. и др. Устройство для измерения теплофизических характеристик (варианты). Патент РФ №54193 на полезную модель, приоритет 19.12.2005, публ. 10.06.2006, МПК G01N 25/18 (2006.01).
8. Абрамова Е.В., Богоявленский А.И., Будадин О.Н. и др. Способ измерения теплофизических характеристик и устройство для его осуществления (варианты) Заявка №2005140528/(045146) на патент РФ на изобретение, приоритет 19.12.2005, публ. 27.06.2007, МПК G01N 5/00 (2006/01).
9. Богоявленский А.И., Исаков П.Г., Платонов А.С., Ханков С.И. Методы измерения удельного теплового сопротивления ограждающих конструкций // Строительные материалы №6, 2007, С.45-47.
10. Самарский А.А. Теория разностных схем. - М.: Наука, 1977.
Claims (8)
1. Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект, содержащее теплообменник, входной трубопровод, выходной трубопровод, первый контактный измеритель температуры, второй контактный измеритель температуры, тепловую изоляцию, внешняя поверхность теплообменника снабжена тепловой изоляцией кроме обращенной к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхности теплообменника, выход теплообменника соединен с входом выходного трубопровода, первый контактный измеритель температуры размещен на обращенной к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхности теплообменника, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит нагревательный бак, соединительный трубопровод, накопительный бак, сливной бак, нагревательный бак снабжен нагревательным элементом, соединительный трубопровод снабжен измерителем расхода теплоносителя и вентилем, выход входного трубопровода соединен с входом нагревательного бака, выход нагревательного бака соединен с входом соединительного трубопровода, выход соединительного трубопровода соединен с входом теплообменника, выход накопительного бака соединен с входом входного трубопровода, выход выходного трубопровода соединен с входом сливного бака, теплообменник выполнен с возможностью пространственного перемещения относительно исследуемого объекта, причем расстояние b между внутренней поверхностью исследуемого объекта и обращенной к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхности теплообменника выбирают из соотношений:
b≥b0 при ТТН<ТРАБ,
b=0 при ТТН=ТРАБ,
где b0 - исключающее тепловое взаимодействие между исследуемым объектом и теплообменником расстояние между обращенной к внутренней поверхности исследуемого объекта внешней поверхностью теплообменника и внутренней поверхностью исследуемого объекта, ТТН - температура теплоносителя, ТРАБ - рабочее значение температуры теплоносителя.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит расположенный в соединительном трубопроводе третий контактный измеритель температуры.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит расположенный в выходном трубопроводе четвертый контактный измеритель температуры.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй контактный измеритель температуры расположен на внешней поверхности исследуемого объекта.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй контактный измеритель температуры расположен на боковой поверхности исследуемого объекта.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накопительный бак выполнен регулируемым по высоте.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накопительный бак снабжен сливным трубопроводом, выход которого соединен с вторым входом сливного бака.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит внешний трубопровод, накопительный бак снабжен измерителем уровня теплоносителя, внешний трубопровод снабжен управляемым вентилем, управляющий вход которого соединен с выходом измерителя уровня теплоносителя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104939/22U RU74711U1 (ru) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104939/22U RU74711U1 (ru) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU74711U1 true RU74711U1 (ru) | 2008-07-10 |
Family
ID=48236581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008104939/22U RU74711U1 (ru) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU74711U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637385C2 (ru) * | 2016-03-16 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Переносной автоматизированный комплекс для определения теплофизических свойств |
-
2008
- 2008-02-04 RU RU2008104939/22U patent/RU74711U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637385C2 (ru) * | 2016-03-16 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Переносной автоматизированный комплекс для определения теплофизических свойств |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2387981C1 (ru) | Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов | |
| Fossa et al. | Frost formation in vertical channels under natural convection | |
| CN108051472A (zh) | 一种材料高温热物性参数的快速测量方法 | |
| RU2344338C1 (ru) | Способ определения толщины отложений на внутренней поверхности трубопроводов | |
| RU74711U1 (ru) | Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект | |
| RU60729U1 (ru) | Устройство для измерения тепловых параметров | |
| RU2568983C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях | |
| RU59832U1 (ru) | Устройство для измерения теплофизических параметров | |
| RU2478937C2 (ru) | Способ измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект (варианты) и устройство для его осуществления | |
| US9816951B2 (en) | Method for determining a volume thermal expansion coefficient of a liquid | |
| RU2330270C2 (ru) | Способ измерения удельного теплового сопротивления и устройство для его осуществления | |
| RU59831U1 (ru) | Устройство для измерения тепловых величин | |
| CN100437098C (zh) | 热传导性能检测装置及检测方法 | |
| RU74712U1 (ru) | Устройство для измерения удельного сопротивления теплопередаче через объект | |
| RU59833U1 (ru) | Устройство для измерения теплофизических величин | |
| RU2439491C1 (ru) | Способ определения величины отложений на внутренней поверхности трубопровода и устройство для его осуществления | |
| RU2322662C2 (ru) | Способ измерения коэффициента температуропроводности (варианты) и устройство для его осуществления | |
| Pavlík et al. | Experimental assessment of thermal conductivity of a brick block with internal cavities using a semi-scale experiment | |
| RU2478938C2 (ru) | Способ измерения удельного сопротивления теплопередаче через объект (варианты) и устройство для его осуществления | |
| RU2594388C2 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных покрытий | |
| Altoiz et al. | Effect of heat release in a microinterlayer of a liquid on the measurement of its viscosity | |
| RU2527128C2 (ru) | Способ измерения теплопроводности и теплового сопротивления строительной конструкции | |
| RU54193U1 (ru) | Устройство для измерения теплофизических характеристик (варианты) | |
| RU2421711C2 (ru) | Способ неразрушающего контроля комплекса теплофизических характеристик твердых строительных материалов | |
| RU2613591C1 (ru) | Способ определения удельной теплоемкости сыпучих материалов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090205 |
|
| MG1K | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2008104947 Country of ref document: RU Effective date: 20130410 |