Способ определения утечек тепла нагревателя по подводящим проводам
! — --.
С.И. Азаров и Ю,Л. Цоглин
Опытное производство Института ядерных и ледованийАН Украинскои ССР
Фиъ.„., (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧЕК ТЕПЛА НАГРЕВАТЕЛЯ
ПО ПОДВОДЯЩИМ ПРОВОДАМ
Изобретение относится к области измерения количества тепла, а именно к способу определения утечек тепла нагревателя вызванных теплопроводностью подводящих проводов и может быть использовано для прецизионных измерений теплофизических параметров.
Известны способы для определения неконтролируемых утечек тепла излучением в подводящих проводах (1).
Недостатком этих способов является то, что они определяют утечки тепла излучением, и при этом не учитываются утечки тепла теплопровод" ностью и конвенцией в подводящих проводах.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения утечек тепла нагревателя по подводящим проводам посредством дифференциальной термопары, заключающийся в определении градиента температур в подводящих проводах и вычислении утечек тепла по аналитической зависимости (2), Недостатком такого способа определения утечек тепла, вызванных теплопроводностью, является то, что в зависимость вида
w = дт
)». 5
Т В где g - коэффициент теплопроводности провода;
6 - расстояние между точками провода, в которых измеряется градиент температуры;
S -- сечение провода;
6T - измеряемый градиент температур подставляют расчетные геометрические размеры и .предполагаемый градиент температур в подводящем проводе,,что снижает точность определения неконтролируемых утечек тепла.
Цель изобретения - повышение точности измерения неконтролируемых утечек тепла.
Указанная цель достигается тем, что в способе дополнительно пропуска-.
3 93229 ют электрический ток разной полярности по подводящим проводам нагрева" теля, измеряют величину тока и напряжения в каждом подводящем проводе на участке между спаями дифференциальной термопары; а утечку тепла вычисляют по формуле
1О где P.. — коэффициент теплопроводности подводящих проводов; коэффициент удельного сопро35 тивления подводящих прово" дов;
U - падение напряжения в подво дящем проводе на участке между спаями дифференциальной термопары при положительной полярности электрического тока;
0 - падение напряжения в подводящем проводе на участке меж-, 5 ду спаями дифференциальной термопары при отрицательной полярности электрического тока;
I - электрический ток положительной полярности; - электрический ток отрицательной полярности;
К - коэффициент термо-ЗДС дифференциальной термопары.
На чертеже приведена схема выполнения устройства.
Устройство содержит электронагревательный прибор, подводящие провода
1-4 одного сечения,из них 2 и 3это медные токовые, а 1 и 4 - констан40 тановые потенциальные. Подводящие провода 1-4 с помощью переключателя подводящих проводов 5 подсоединены к вольтметру и к схеме подачи питания, содержащей переключатель б полярности тока, образцовую катушку сопротивления 7, потенциальные отводы которой подсоединены к вольтметру, источник 8 питания, магазин 9 сопротивления, термопарные провода А, В, С, Д.
Способ осуществляется следующим образом.
Пропуская электрический ток разной полярности по подводящим проводам электронагревателя при стационарном режиме работы прибора, измеряют электрический токи падение на1 4 пряжения в каждом подводящем проводе
Hà участке между спаями дифференциальной термопары и определяют градиент температур в каждом подводящем проводе по формуле
lU+I - lU /
2 (, С целью уменьшения погрешностей от неточности измерения геометрических размеров подводящих проводов на участке между спаями дифференциальной термопары отношения S/Р выражают через отношение Р/R, т.е..
Р 13+ 1 -!
fU !-1 U"1 где R - сопротивление участка подводящего провода, в котором измеряется градиент .температур.
l- S но TBK как И.„= Ь Т, то подставляя полученные выражения, получаем формулу ЦФ Н 1 1 1 () + )+ f» ) ) т О+1+ .lu-t
Таким образом, использование предлагаемого способа определения утечки тепла позволяет повысить точность определения неконтролируемых утечек тепла в подводящих проводах за счет того, что экспериментально полученные величины - электрический ток и падение напряжения на участке между спаями дифференциальной термопары— можно с большой точностью измерить прецизионным вольтметром. Подставляя в покрученную.формулу теплопроводности табличные зна ения тепло" физических констант и точно измеренные значения электрического тока и падения напряжения на участке между спаями дифференциальной термопары, определяют утечки тепла в каждом подводящем проводе с большой точностью.
С помощью источника 8 питания и магазина 9 сопротивления выставляют тепловую мощность электронагревателя калориметра и измеряют методом четырех проводов падения напряжения на подводящих проводах 1-4 и ток, протекающий по подводящим проводам
2 и 3 через дбразцовую катушку 7 сопротивления, которая потенциальными выводами подсоединена к вольтметру. 11ропуская электрическй. ток разной полярности с помощью переключателя 6 полярности тока, например, по медным подводящим проводам 2 и 3, замеряют падение напряжения на элект9322
gp
Т Ш
V+I+ I U
Формула изобретения
5 ронагревателе прибора подводящими константановыми проводами 1 и 4.
Падение напряжения при разной полярности тока в медном подводящем проводе 2 измеряется дифференциальной термопарой 1, С. Падение напряжения при разной полярности тока в мед" ном подводящем проводе 3 измерения дифференциальной термопарой 4, Д.
Подставляя полученные значения в фор- 10 мулу, находят утечки тепла теплопровоаности в медных подводящих прово.дах 2 и 3.
Переключателем 5, пропуская электрический ток разной полярности с по- О мощью переключателя 6 полярности тока по константановым подводящим проЬодам 1 и 4, замеряют падение напряжения медными подводящими проводами 2 и 3. Падение напряжения при разной щ полярности тока в константановом подводящем проводе 1 измеряется дифферен циальной термопарой 2, А.
Падение напряжения при разной полярности тока в константановом подво-2$ дящем проводе 4 измеряется дифференциальной термопарой 3, В.
Подставляя полученные значения в формулу, находят утечки тепла теплопроводностbe в константановых подво- зв дящих проводах 1 и 4.
Суммируя найденные утечки тепла теплопроводностью в каждом подводящем проводе 1-4 получают полные утечки тепла. 35
Предлагаемый способ определения утечек тепла в подводящих проводах теплопроводностью позволяет повысить точность прецизионных измерений теплофизических параметров с учетом утечек тепла на 3-5Ф.
43
Способ определения утечек тепла нагревателя по подводящим проводам посредством дифференциальной термопа-.
91 6 ры, заключающийся в определении градиента температуры в подводящих проводах и вычислении утечек тепла по аналитической зависимости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения неконтролируемых утечек тепла, дополнительно пропускают электрический ток разной полярности по подводящим проводам нагревателя, измеряют величиНу тока и напряжения в каждом подводящем.проводе на участке между спаями дифференциальной термопары, а утечку тепла вычисляют по формуле. где 7 - коэффициент теплопроводности подводящих проводов;
О - коэффициент удельного сопротиапения подводящих проводов;
0 - падение напряжения в подводящем проводе на участке между спаями дифференциаль" ной термопары при положительной полярности электрического тока;
u - падение напряжения в подводящем проводе на участке между спаяли дифференциаль. ной термопары при отрицательной полярности электрического тока;
I - электрический ток положительной полярности;
Г - электрический ток отрица" тельной полярности;
at - коэффициент термо-ЭДС дифференциальной термопары.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
11 555296, кл. G 01 K 17/00, 1976.
2. "Журнал физической химии", 1974, т. 48, 11 9, с. 2377-2379 Inpoтотип).
932291
Составитель M. Вабищевич
Редактор Р. Середа Техред М. Рейвес
Корректор М. Демчи к
Заказ 3763/59
Тираж 883 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Мрсква, 111-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
