Разработка и исследование методов и средств метрологического обеспечения повышения точности измерений теплопроводности в диапазоне от 0,02 до 3 Вт/(м.К), теплового сопротивления в диапазоне от 0,005 до 1,5 м2.К/Вт и сопротивления теплопередаче в диапазоне

• Автор: Соколов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных обозначений

Введение
Глава 1. Современное состояние и проблемы обеспечения единства измерений теплопроводности и связанных с ней величин
1.1. Обеспечение международного и национального единства измерений теплофизических величин

1.2. Достоинства и недостатки эталонных мер теплопроводности

1.3. Обеспечение международного и национального единства измерений теплового сопротивления и сопротивления теплопередаче

1.4. Выводы по главе

Глава 2. Разработка и исследование эталонных мер теплопроводности с

компенсацией температурной деформации. Анализ расхождений результатов измерений сопротивления теплопередаче по различным стандартам
2.1. Постановка задачи
2.2. Расчёт температурной и механической деформации эталонных мер теплопроводности
2.3. Разработка способа компенсации температурной деформации изгиба эталонных мер теплопроводности
2.4. Анализ расхождений результатов измерений сопротивления теплопередаче по различным стандартам
2.5. Выводы по главе
Глава 3. Оценка и исследование погрешности разработанных средств
измерений теплопроводности и связанных с ней величин
3.1. Оценка и исследование погрешности однозначных мер теплопроводности с компенсацией температурной деформации изгиба
3.2. Оценка и исследование погрешности многозначных мер теплопроводности с компенсацией температурной деформации изгиба
3.3. Оценка и исследование погрешности средств измерений сопротивления теплопередаче
3.4. Выводы по главе
Г лава 4. Разработка прецизионных средств измерений теплопроводности и
связанных с ней величин
4.1. Устройство, снабжённое эталонной мерой с компенсацией температурной деформации изгиба
4.2. Стенд для измерения сопротивления теплопередаче в климатической камере с тепломерами
4.3. Стенд для определения сопротивления теплопередаче с приставными камерами
4.4. Выводы по главе
Глава 5. Экспериментальные исследования разработанных методов и средств
измерений. Разработка технических основ метрологического обеспечения единства измерений теплового сопротивления и сопротивления теплопередаче
5.1. Воспроизведение единицы с помощью традиционных и пластинчатых эталонных мер теплопроводности
5.2. Измерение сопротивления теплопередаче секционных ворот согласно ГОСТ 26254 - 84 и ГОСТ 26602
5.3. Разработка технических основ системы обеспечения единства измерений теплового сопротивления и сопротивления теплопередаче
5.4. Выводы по главе
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Акты о внедрении результатов работы

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ В1РМ - Международное бюро мер и весов
ССТ - Международный консультативный комитет по термометрии 1ЕАС - Международная организация сотрудничества по аккредитации испытательных лабораторий
\ТЗ 9 — Рабочая группа для координации усилий по обеспечению единства измерений в области теплофизических величин
ВНИИМ - Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д. И. Менделеева
ВКЛ — теплопроводное включение
ГПЭ - государственный первичный эталон
МТО — мера теплопроводности однозначная
МТМ - мера теплопроводности многозначная
МТОП - мера теплопроводности однозначная пластинчатая
НСП - неисключённая систематическая погрешность
НОК - неоднородная ограждающая конструкция
ОК - однородная зона
РСИ - рабочее средство измерений
СИ — средство измерений
ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения
а„, - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции
ан - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции
АТ — перепад температуры
©о - неисключённая систематическая погрешность, выраженная в относительной форме
X, - теплопроводность

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭТАЛОННЫХ МЕР
ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ С КОМПЕНСАЦИЕЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ. АНАЛИЗ РАСХОЖДЕНИЙ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ПО РАЗЛИЧНЫМ СТАНД АРТАМ
2.1. Постановка задачи
При поверке зарубежных РСИ типа НЕМ 436 и ЕР 500 была выявлена систематическая погрешность результатов измерений теплопроводности МТО из органического стекла, которая' в среднем составляла минус 6 % и выходила за пределы допускаемой основной относительной погрешности ±5 %. Перечисленные РСИ реализуют стандарт 180 8301 [28], согласно которому на исследуемом образце обычно,устанавливают перепад температуры АТ = 15 К, а при точных ответственных измерениях, таких, например, как международные сличения, АТ = 20 К. В Советском Союзе перепад температуры на образце для уменьшения систематической погрешности, возникающей из-за нелинейной зависимости теплопроводности от температуры, всегда выбирали существенно меньшим. Например, в Государственном- специальном эталоне единицы теплопроводности Хабаровского филиала ВНИИФТРИ перепад температуры составлял 1 К [29]. В установке А-1 перепад температуры на образце может быть выбран в диапазоне от 1 до 20 К.
Причиной появления систематической погрешности также мог служить ТКЛР, наличие которого приводит к изменению геометрических размеров и формы МТО. Деформация изгиба МТО приводит к увеличению воздушного зазора между центральным нагревателем и медными холодильниками. Это, в свою очередь, приводит к изменению контактного теплового сопротивления между ними и, как следствие, — к появлению систематической погрешности. Впервые влияние на результат измерения контактного теплового сопротивления было оценено в работе [30].