(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА(54) DEVICE TO MEASURE THE QUANTITY OF HEAT
Изобретение относитс к области теп- лофизических исследований и может быть использовано при измерении количества тепла, отводимого от издели с помощью хладагента. Известно устройство дл измерени теплового потока, поступающего в изде- лие и отводимого от него хладагентом, содержащее тепловосприиимаюший элеменГ подвод щий и отвод щий патрубки дл хлад агента, термобатареи дл измерени тем- пературы хладагента и нагреватель, установленный на выходе хладагента. Измер емый тепловой поток сравниваетс с тепловым потоком от электрического нагрева тел известной мощности 1. Недостаток заключаетс в сложности устройства и длительности измерени количества тепла. Наиболее близким по технической сущ ности вл етс калориметрическое устройство , содержащее подвод щий и отвод щий патрубки дл хладагента, нагреватель и термобатареи, подключенньсе к иуль-органу по схеме сравнени 2 . Хладагент проходит последовательно через изделие, где нагреваетс вьвдел к щимс в изделии количеством тепла, и че рез нагреватель. При равновесии температур хладагента измер емое количество тепла Q-HN.(JJ где N - известна мощность иаг(еватеп ; И - соотнощеиие числа спаев указанных термобатарей. Однако измеренное таким устройством количество тепла содержит методическую ощибку. Формула (1) справедлива при посто ииой теплоемкости хладагента. Теплоемкость зависит от температур л, а уровень температур в изделии и в нагревателе различен, соответственно различны и средние теплоемкости в интервалах текте- ратур издели и нагревател . Целью изобретени вл етс повьппе иие точности измерений. Указанна цель достигаетс тем, что нагреватель выполнен из двух нагреватель ных элементов, один из которых расположен в подвод щем, а другой - в отвод щем патрубке, при этом одна термобатаре расположена с одной стороны нагревател , а друга - с другой, причем гор чие спаи термобатарей размещены в отвод5пцем патрубке, а холодные - в подвод щем . На фиг. 1 схематические изображено устройство дл измерени количества теппа; на фиг, 2 - теплова диаграмма работы устройстЕ а. Устройство дл измерени количества тепла содержит подвод щий 1 и отвод щий 2 патрубки дл хладагента, в каждом из которых расположены нагревательные элементы 3 и 4.электрического нагревател , термобатареи 5 и 6, подключенные по схеме сравнени к нуль-индикатору 7, позицией 8 изображено изделие, от которого отводитс и измер етс тепло. Спаи термобатареи 5 расположены с одной стороны нагревател , термобатареи 6 - с другой. При этом гор чие спаи термобатарей размещены в отвод щем патрубке 2, а холодные - в подвод щем патрубке 1. Количество спаев термобатареи 5 равно Hi (в устройстве, изображенном на чертеже, Их 2), количество спаев термобатареи G равно (У)). Устройство работает следующим образом . Хладагент поступает в патрубок 1, нагреваетс от элемента 3 нагревател на температуру &T|s| затем поступает в изделие 8, где нагреваетс на температуру tC(y и наконец, элементом 4 нагревател нагреваетс еще на температуру ЛТма. Термобатаре 5 фиксирует суммарный нагрев хладагента Т . (2) а термобатаре 6 фиксирует нагрев хладагента на температуру ,т. е. нагрев хладагента только в изделии. Термо-ЭДС этих термобатарей пропорциональна количеству их спаев h/j и И -Суммарна мо ность обоих элементов нагревател Mj подбираетс так, чтобы термо-ЭДС термобатарей 5 и 6 уравновесились, о чем суд т по показани м нуль-индикато-- , ра 7. При равенстве термо-ЭДС термобатарей справедливо равенство Теплова диаграмма (фиг. 2) по сн ет осто нство теплоемкости хладагента. Дл большинства жидкостей зависимость теплоемкости от температуры линейна , т.е. еплоемкостьСр-а ЬТ Штриховкой показано количество тепла Q и vJ, полученного одним килограммом хладагента от нагревател и от издели соответственно. При этом: , ,,,X где ДТ., и T|g - повышение температуры хладагента от каждого элемента нагревател . Из диаграммы очевидно, что при йТ ДТ| 4средние значени теплоемкостей одинаковые при нагреве хладагента от нагревател и от издели . Из равенств (2-5) получаем зависимость дл определени количества тепла, отведенного от издели хладагентом Таким образом, при определении количества тепла, отводимого от издели с помощью хладагента, исключаетс методическа ошибка и тем самым повышаетс точность измерений. изобретени р м у л а Устройство дл измерени количества тепла, содержащее подвод щий и отвод щий патрубки дл хладагента, нагреватель и термобатареи, подключенные к нуль-индикатору по схеме сравнени , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерений, нагреватель выполнен из двух нагревательных элементов , один из которых расположен в подвод щем , а другой - в отвод щем патрубке, при этом одна термобатаре расположена с одной стороны нагревател , а втора с другой, причем гор гчие спаи термобатарей размешены в отвод щем патрубке, а холодные - в подвод щем. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Геращенко О. А. Основы теплометрии . К., Наукова думка , 1971, с. 31. 2.Авторское свидетельство СССР NO 494630, кп. G 01 К 17/10, 1973 (прототип).The invention relates to the field of thermophysical studies and can be used in measuring the amount of heat removed from a product using a refrigerant. A device for measuring the heat flux entering and withdrawing refrigerant from it is known, which contains a heat-transmitting element supplying and discharging nozzles for the refrigerant, thermopile for measuring the temperature of the refrigerant and a heater installed at the outlet of the refrigerant. The measured heat flux is compared with the heat flux from the electrical heating of bodies of known power 1. The disadvantage is the complexity of the device and the duration of measuring the amount of heat. The closest in technical terms is a calorimetric device containing a supply and discharge connections for a refrigerant, a heater, and a thermopile, connected to the il organ according to the comparison circuit 2. The refrigerant passes successively through the product, where it is heated to the amount of heat in the product, and through a heater. At equilibrium refrigerant temperatures, the measured amount of heat is Q-HN. (JJ where N is the power of the ignition voltage (Evatep; I is the ratio of the number of junctions of the indicated thermopiles. However, the amount of heat measured by such a device contains a methodical error. Formula (1) is valid at constant heat capacity coolant. The heat capacity depends on the temperature l, and the temperature level in the product and in the heater is different, respectively, the average heat capacity in the temperature ranges of the product and the heater are also different. This measurement is achieved by the fact that the heater is made of two heating elements, one of which is located in the supply and the other in the outlet, with one thermocouple located on the one side of the heater, and the other on the other The hot thermopile junctions are placed in the outlet of the 5pp pipe, and the cold - in the supply pipe. Fig. 1 schematically shows a device for measuring the amount of tepp; FIG. 2 is a heat diagram of the operation of the device. The device for measuring the amount of heat contains a supply 1 and a discharge 2 refrigerant pipes, each of which contains heating elements 3 and 4. An electric heater, thermocouples 5 and 6, connected according to the comparison circuit to the null indicator 7, position 8 shows the product from which heat is removed and measured. The thermopile 5 junctions are located on one side of the heater, thermopile 6 on the other. In this case, the hot thermopile junctions are placed in the outlet nozzle 2, and the cold ones in the inlet nozzle 1. The number of thermoelectric junctions 5 is Hi (in the device shown in the drawing, Their 2), the number of thermopile junctions G is (Y)). The device works as follows. The refrigerant enters the pipe 1, is heated from the element 3 of the heater to the temperature & T | s | then enters the product 8, where it is heated to temperature tC (y and finally, element 4 of the heater is heated further to LTM temperature. Thermocouple 5 records the total heating of the refrigerant T. (2) and the thermopile 6 records the heating of the refrigerant for temperature, i.e. the coolant is only in the product. The thermo-emf of these thermopiles is proportional to the number of their junctions h / j and AND-The total power of both elements of the heater Mj is adjusted so that the thermo-EMF of the thermopile 5 and 6 is balanced, as judged by zero-indicat -, pa 7. With equality Thermal EMF of thermopile equals the Heat diagram (Fig. 2) shows the cooling capacity of the coolant. For most liquids, the dependence of the heat capacity on temperature is linear, i.e., the heat capacity Cp-a hT shows the amount of heat Q and vJ obtained by one kilogram of coolant from the heater and from the product, respectively. In this case: ,, ,,, X where DT., and T | g are the temperature rise of the refrigerant from each element of the heater. From the diagram it is obvious that with dt dt | 4 The average values of heat capacities are the same when the refrigerant is heated from the heater and from the product. From equations (2-5), we obtain the dependence for determining the amount of heat removed from the product by the refrigerant. Thus, when determining the amount of heat removed from the product with the help of the refrigerant, a methodical error is eliminated and thus the measurement accuracy is improved. The invention includes a device for measuring the amount of heat that contains inlet and outlet pipes for the refrigerant, a heater, and thermopiles connected to a null indicator according to a comparison circuit, in order to improve the measurement accuracy, the heater is made of two heating elements, one of which is located in the inlet and the other in the outlet, with one thermopile located on one side of the heater and the second on the other, with hot junction of thermopile placed in the outlet and cold ones in the inlet. Sources of information taken into account in the examination 1.Geraschenko O.A. Fundamentals of thermal metering. K., Naukova Dumka, 1971, p. 31. 2. USSR author's certificate NO 494630, kp. G 01 K 17/10, 1973 (prototype).
. Ф1№. f. F1№. f