Определяне на топлинния поток към teploomkostnomu (Tablet) сензор редовен режим
ОПРЕДЕЛЯНЕ топлинния поток да TEPLOOMKOSTNOMU (таблетката) Сензор редовен рутинна през дискретни стойности на температурата
Григорович BM Назаренко IP Никитин PV Centurion EV
Методи за изчисляване на топлинния поток на калориметъра от дискретни стойности таблетка температура teploomkostnogo сензор. Изключени изчислителна грешка се дължи на изхода на калориметъра за редовен режим.
За определяне на топлинния поток към пробата от различни източници на топлина и на повърхността, по-специално от висока енталпия плазмени потоци се използват таблетки калориметрични сензори (фиг. 1). Топлинно получаване елемент (SPE) диск 1. калориметър е направен от материал с висока топлопроводимост, обикновено мед. TPE разположен в корпуса 2 се охлажда, и се изолират от втулката 3 от материал с ниска топлопроводимост. Диаметърът и дебелината са избрани сензор на експерименталните условия и включва, обикновено, единица mm. Температурата на сензора се измерва с термодвойка 4.
Преди измерванията калориметър TPE блокиран затвора от излагане на температурата на нагряване на температурен сензор T е била равна на телесната температура T0. След това сензорът е изложен на откриването на завесите на поток тест топлина, така че е сведена до минимум времето за уреждане на сензора за стационарна топлинния поток.
Ако температурата TPE надвишава температурата на тялото на калориметъра, тогава има отлив част от топлината от сензора в корпуса. Освен това, тъй като скоростта на нагряване съответства натрупване TPE топлина в него, след това се изчислява директно от измерената скорост на повишаване на температурата време TPE топлинния поток ще бъде по-малко обект на определянето на конкретен инцидент топлинния поток на повърхността на сензора на приемане на топлина.
В експеримент TPE температура извън редовен режим само след преходно свързани с ограничен време на отваряне на затвора и топло TPE (фиг. 2).
Обикновено температурния сензор регистрира осцилоскоп и специфичен топлинен поток се определя от наклона на допирателната към кривата в точка, съответстваща на края на прехода, съгласно уравнението
където q0. W / m 2 - специфичен топлинен поток на ТРЕ; В = Cg / S, [J / m 2 K] - неразделна топлинен капацитет на единица площ на работната ТРЕ; Sd. [. J / ° С] - кумулативен топлинен капацитет на сензора, средната стойност над работната температура диапазон; S, [m 2], - площта на повърхността на сензора, който получава топлина поток, φ - ъгълът на наклона на допирателната към хоризонталната ос; АТ - увеличение TPE температура на допирателната на ATi, време.
Фиг. 2. Промяна в сензора за температура в течение на времето по време на експеримента
Определя се по този начин стойността на специфичния топлинен поток е ниска. В допълнение, държейки допирателната е доста субективно.
Следователно, за да се подобри точността на специфичен топлинен поток уместно да се приложи метода на неговото определяне, който отчита разсейването на топлина от ТРЕ в тялото на калориметър и използва дискретни стойности температура ТРЕ. Последното е все по-актуално във връзка със заявлението за регистрация на сензора за температура и определяне на специфичния компютъра топлинния поток.
Изчисляване на алгоритъм поема постоянна топлинния поток на ТРЕ, телесната температура, топлина капацитета на материала на сензора и коефициент на топлопредаване от сензора в корпуса.
В този случай, балансовото уравнение за конкретния инцидент топлинен поток върху сензора ще има следния вид:
където θ = T - T0 - излишък температурен сензор; Т, [R] - текущата стойност на сензора за температура; T0 [К] - температура на сензора преди излагане на поток на топлина (приема се, че тя е равна на температурата на тялото на калориметър К, [W / m 2 K] - неразделна коефициент на топлопредаване от сензора в корпуса; [с] - сензор константно време.
Разтворът на уравнение (1) има формата:
където θm = Tm - T0 - максимално асимптотичната стойност, когато θ т;
t0 - за сближаване време зависимост т = F (T), съответстваща на уравнението (3), когато θ = 0; ,
Помислете за някои от свойствата на горните уравнения.
От уравнения (2) и (3) следва, че за тон → ∞, температурен сензор
Разнообразяване на уравнение (3) над времето, ние получаваме
Като логаритъма на (6), ние получаваме линейната зависимост
От уравнение (3) може да се установи, че интервалът от време t0 точка. до-тото пункт е:
В началния момент и, както следва от уравнението (6), производното
има максимална стойност и стойността на специфичната Q0 топлинния поток ,, определя от уравнение (2), и също така съответства на максималната топлинния поток, който ще бъде изпратен към сензора.
При определяне q0 директно на време производно на температурата в някакъв момент, както вече бе споменато, ние получаваме грешката, свързана с радиатора от сензора в тялото на калориметър. Неговата стойност може да бъде определен от уравнението (6):
За да се изключи тази грешка е възможно, приравняване на експериментален кривата, получена от уравнение (3) и с използване на уравнение (2), (4), (6), (7) и (9).
В уравнение (2) на сензора постоянна B се определя от неговите геометрични размери и топлинен капацитет на материала на сензор.
След това, като се има предвид уравнения за описване на процеса на загряване на сензора вземат t0 = 0 и т - t0 = θ.
Стойността на време сензор постоянна т може да се получи, знаейки стойността в две точки, и с помощта на уравнение (7).
Този метод за определяне на времева константа т използване на логаритъма на производно на температурата с времето е полезен за обработка на данни на компютъра, когато е възможно да се работи с голям набор от пиксели и произвеждат изглаждане експерименталните ограничения.
Също така е възможно да се намери т стойност, като само три измерени стойности θ1 температурен сензор. θ2. θ3 в три точки във времето: T1. t2 = t1 + АТ и t3 = t1 + 2δt, съгласно уравнението, получен чрез използване на (3):
където времевата константа отопление на датчика
Този метод е особено подходящ за прилагане на обработката съгласно θ = F (т), получен от запис на осцилоскоп.
По този начин, за да се определи сензор инцидент топлинния поток съгласно уравнението (2) и се оставя да намерите θ стойност в някакъв момент от време, например, при Т = t2.
В първия случай, когато първична обработка на експериментални данни на компютъра има зависимост и θ = F (т), тези количества се определят директно използване операция на усилване.
Във втория случай, когато топлинния поток към сензора се определя от стойностите на три точки от време температурата на датчика, се използва следната техника.
Вземете средната относителна промяна на температурата в области 1..2 и 2. 3: и, а след това, до първо приближение, стойността на средната стойност на стъпките при относителни температурни сензора, за да раздели 1 и 2. 2 3.
След това се определя в първо приближение, инцидента на топлинния поток върху сензора
и следните подходи се изчисляват:
Според уравнение (4)
След това, в съответствие с уравнение (7), при положение, че приема t0 = 0, ние откриваме, t1 и t2.
След това ние откриваме втория сближаване:
съгласно уравнение (6), - производно излишък температурата точка на време за 2
съгласно уравнение (1) - специфична топлина на потока
Изчисляване (17). (20) се повтаря, докато предварително определена конвергенция от q0.
1. Метод за математическа обработка на експерименталните данни за изчисляване на специфичната топлина поток измерва с тип калориметър таблетка на дискретни стойности TPE температурата като функция на времето. Това подобрява точността на определяне на специфична калориметрия топлинен поток при висока температура струя до 10 15% от отчитането на отвеждане на топлината от корпуса ТРЕ.
2. Въз основа на предложения метод, алгоритъмът на изчисляването на топлинния поток, който може да бъде използван в автоматичните системи за запис и обработка на експериментални данни.
3. Предложеният метод позволява да се оцени времето постоянно TPE калориметъра, който се използва както в своя дизайн и при избора на режим на измерване.
Ние Ви донесе списания, издавани от издателство "Академията за естествени науки"
(High импакт фактор RISC, списания теми, обхващащи всички области на науката)