Методы и средства метрологического обеспечения измерений параметров теплообмена и теплоносителей

• Автор: Черепанов, Виктор Яковлевич
• Шифр специальности: 05.11.15, 05.11.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 298 с. : ил.

Содержание
Введение
Раздел 1 Теоретические аспекты теплометрии и задачи метрологического обеспечения измерений в теплосбсрежении
1.1 Модель объекта теплопотребления. Взаимосвязь параметров теплообмена с параметрами теплоносителей.

1.2 Измерения поверхностной плотности тепловых потоков.

1.3 Термометрия поверхности твердых тел

1.4 Измерения теплопроводности, коэффициентов теплоотдачи и теплового излучения.

1.5 Измерения параметров теплоносителей приборами учета

Раздел 2 Создание калориметрических методов и средств

воспроизведения размера единиц измерения параметров

теплообмена.

2.1 Формирование и измерение тепловых потоков в калориметрии
2.2 Адиабатический метод и установки для воспроизведения единицы поверхностной плотности теплового потока
2.3 Калориметрические методы и установки для исследований и аттестации стандартных образцов излучательных свойств материалов
2.4 Адиабатический метод и установка для прецизионных измерений высоких значений теплопроводности.
Раздел 3 Методы и средства передачи размера единиц измерения параметров теплообмена
3.1 О классификации способов компарирования при передаче размера единиц физических величин. Модуляционный метод
3.2 Метод и кондуктивный компаратор для передачи размера единицы поверхностной плотности теплового потока
3.3 Вопросы теории и экспериментальное исследование
компаратора излучательых свойств.
3.4 Разработка методик и средств поверки измерительных 5 преобразователей температуры поверхности
3.5 Теплометрические методы и установки для измерений 3 теплопроводности теплоизоляционных материалов.
Раздел 4 Создание методов и средств измерений параметров 6 теплоносителя и их метрологического обеспечения.
4.1 Средства метрологического обеспечения термометрии и 6 расходометрии в приборах учета тепла
4.2 Теплометрические методы и средства метрологического 8 обеспечения измерений параметров теплоносителей.
Раздел 5 Разработка нормативной базы метрологического 7 обеспечения теплометрии.
5.1 Государственная поверочная схема для средств измерений 7 поверхностной плотности теплового потока
5.2 Вопросы создания государственной поверочной схемы для 1 средств измерений интегральных коэффициентов теплового излучения материалов
5.3 Вопросы концепции развития метрологического
обеспечения и создания государственной поверочной схемы для средств измерений теплового потока и количества теплоты в системах теплоснабжения
Заключение.
Список использованных источников


Для измерения сигнала ПТП используют милливольтметры или специальные переносные или стационарные измерители, которые отображают результат измерений в значениях плотности теплового потока. К таким специальным средствам измерения относятся, например, цифровые измерители тепловых потоков серии ИТГ1 . ИТС, предназначенные для тепловых испытаний строительных конструкций, выпускаемые Институтом технической теплофизики ИТТФ г. Киев. Аналогичные приборы ИТПМГ Поток выпускает СКВ СтроГприбор г. Челябинск. В СССР и России наибольшее распространение получили гальванические термоэлектрические ПТП, разработанные ИТТФ, представляющие собой многоспайную до спаев биметаллическую термобатарею, свернутую в плоскую спираль и расположенную в материале из диэлектрика. Аналогичные преобразователи созданы в Институте измерительной техники г. Королев на основе гальванической термобатареи, размещенной в пластине из оргстекла. СКБ теплофизического приборостроения г. СанктПетербург, КБ Фотон г. Тернополь, Сухумский физико технический институт. В настоящее время технологию промышленного производства контактных тепломеров осваивает завод Эталон г. Омск. Из зарубежных производителей ПТП наиболее известна фирма РАЫЕЫЭА Швейцария. Все эти преобразователи широко используются при изучении тепловых процессов, прежде всего, в теплоэнергетике, а также в авиационной и ракетнокосмической технике, в геофизике и медицине. Коэффициенты преобразования ПТП обычно имеют значения от 1 до 0 Втм2мВ. Размеры и формы преобразователей различны. Они бывают круглой, квадратной или прямоугольной формы с характерными размерами от до 0 мм и толщиной от 0,5 до мм. Диапазон измеряемых плотностей тепловых потоков от 1 до 0 Вт м2 при температурах от 0 до 0 С. Технические требования к преобразователям приведены в межгосударственном стандарте ГОСТ 9 6. Для метрологического обеспечения средств измерений поверхностной плотности теплового потока в диапазоне от до Вт м2 в СССР с г. Государственная поверочная схема МИ 6. Возглавляет поверочную схему созданная и находящаяся в СНИИМ установка высшей точности УВТ А, которая предназначена для воспроизведения и хранения размера единицы плотности теплового потока с погрешностью менее 1 НСП в диапазоне от 0 до 0 К, а также для передачи размера единицы при помощи образцовых эталонных средств измерений СИ рабочим СИ, имеющим пределы допускаемых относительных погрешностей от 4 до 7, 8. В настоящее время возросли требования к уровню точности и диапазону измерений, средств воспроизведения и передачи размера единицы а также к универсальности их измерительных ячеек относительно размеров и форм ПТП. Естественно, что преобразователь теплового потока, расположенный на объекте, представляет собой дополнительное термическое сопротивление и первоначальный тепловой поток плотностью до уменьшается. Степень этого уменьшения зависит от условий теплообмена, свойств и размеров объекта и преобразователя. Тепловая модель, соответствующая этому случаю, представлена на рисунке 4. Здесь Ло, Лд теплопроводность объекта и преобразователя температуры эффективная к, с1 их толщина Тп, Тд температура поверхностей объекта и преобразователя. Решение этой системы имеет вид
ТГоТп
1. АТ То ТСр, Ы акЛо, В1 оиТЛд критерии подобия Био для объекта и преобразователя. Уменьшений значения д потока определяется из 1. О , . Ч В В
Значение этой погрешности тем больше, чем больше термическое сопротивление тепломера. Вг. Количественная связь сигнала ПТП с проходящим тепловым потоком устанавливается с помощью поверочных установок в соответствии с Государственной поверочной схемой 8 . При этом предусматриваются специальные меры по стабилизации задаваемого теплового потока, а, следовательно, характеристики преобразования ПТП являются статическими. В реальных же условиях тепловой поток на поверхности объекта является функцией времени. Поэтому важное значение для правильного измерения имеет знание динамических характеристик ПТП. Однако в любом случае для уменьшения этой погрешности необходимо выполнение условия В В.