Способ измерения расхода тепла

(51)М. Кл. С 01 К 17/06 ейвударстееииый кемитет СССР вв делам иэееретеиий и открытий(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛА 1Изобретение относится к способам измерения количества тепла, сообщаемого в единицу времени жидким или газообразным веществам и переносимого ими по замкнутым контурам, и может быть использовано при испытаниях и исследованиях теплообменных устройств малой мощности, в частности - транспортных установок.Известен способ определения расхода тепла, основанный на измерении величин массового или обьемного расхода теплоносителя и разности сред-, них температур в сечениях, ограничивающих участок подвода тепла, т.е.- по изменению теплосодержания на участке теплообмена. Результаты измерений используются при расчете величины расхода по зависимостиО=КС СР ЬТ, (1) где Я - тепловой поток (расход тепла);С - массовый расход жидкостиили газа(теплоносителя); 2ЮС - средняя теплоемкость теплоносителя отнесенная к факУтически имевшему место интервалу температур;ЬТ - измеренная разность температур теплоносителя на входеи выходе из теплообменногоустройства;К - корректирующий коэффициент,учитывающий вероятные отоклонения истинных значенийпараметров 6 и дТ от измеренных 1.Недостатками способа являются: необходимость знаний о соответствии 15вводимых корректирующих параметрови коэффициентов фактическому состоянию контролируемой системы и неизбежность погрешностей в измерениях,связанных с использованием большойноменклатуры датчиков.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ измерения расходатепла, состоящий в измерении разностиЬТ Г 23. 3 93229 температур в потоке теплоносителя на входе и выходе из этого участка, дополнительном нагреве теплоносителя при прохождении им контрольного участка с измерением разности темпе- . ратур на входе и выходе и в определении величины расхода тепла на контролируемом участке по величине электрической мощности дополнительно" го нагревателя на контрольном участ ю ке.Подбирая электрическую мощность нагревателя так, чтобы ЭДС датчиков температуры оказались одинаковыми, определяют тепловой поток, отдаваемый о теплоносителю в теплообменном аппара". те, как величину, пропорциональную. электрической мощности нагревателя= пн (2) где и - функция количества дифферен в циальных термопар в обеих батареях; когда эти количества равны, и = 1, что в дальнейшем для простоты будет . предполагаться, Способ измерения расхода тепла заключается, таким обра-, т зом, в том, что расход тепла Ц полагается функцией только величины Недостатком этого способа являет" зв ся необходимость учитывать изменение параметра Ср при повышении средней температуры теплоносителя на участке дополнительного источника тепла, Полагая, что зависимость (1)одинаково справедлива для контролируемого участка (теплообменного аппарата) и контрольного участка (зоны дополнительного нагрева) и что 0 = солей и К = сопз 1 получим, очевидно, чтоЧ = в(3)СрнЭто означает, что при использовании устройства необходимо производить оценку величины 0 по зависимости (3), м а не (2). Величина С/Сри для разных веществ и интервалов температур может быть различной. Например для этилового спирта при давлении 10 кг/смккалвеличина Ср в . составляеткг град0,525 при 0 С и 0,784 при 100 С т.е.С 100 СС ) ОфС фРДля воды на линии насыщения такое же увеличение отношения теплоемкостей достигается при изменении среднейетемпературы от 0 до 320 С. 2 4Таким образом, использование. такого способа требует учета информации о теплофизических свойствах теплоносителяЦель изобретения - повышение точности и упрощение процесса измерения расхода тепла за счет исключения информации о теплофизических характеристиках теплоносителя.Поставленная цель достигается тем, что теплоноситель охлаждают на участке между контролируемым и контрольным участками до равенства средних по поперечному. сечению потока теплоносителя температур на входе в контролируемый и контрольный участки.На чертеже изображена схема осу-. ществления способа.Способ осуществляется с помощью замкнутого контура 1 с перемещающимся по нему жидким или газообразным теплоносителем в направлении, указанном стрелкой 2, По направлению движения теплоносителя вдоль контура размещены контролируемый участок 3 представляющий собой некоторое теплообменное устройство, расход тепла в котором нуждается в измерении, холодильник 4, в котором каким-либо способом от теплоносителя отводится тепло, передаваемое ему на участке 3, от теплоносителя отводится тепло, передаваемое ему на участке 3, контрольный участок 5 с регулируемым электроподогревателем 6 иваттметром 7, Где имеется возможность передавать теплоносителю твпловой поток, величина которого может быть непосредственно измерена с достаточно малой погрешностью. Датчики для измерения средних по сечению потока температур расположены в четырех сечениях контура и объединены в измерительные схемы 8 и 9 дифференциально, так чтобы имелась возможность регистрации на вторичных измерительных приборах 10 разностей (перепадов) средних температур на входе в контролируемый и контрольный участки и на выходе из них. Способ измерения расхода тепла осуществляется следующим образом.По контуру 1, в направлении, указанном стрелкой 2, пропускают поток теплоносителя и путем регулирования величин теплосьема на участке охлаждения 4 и передаваемого в поток на участке 5, достигают нулевых перепадов температуры на приборах 10 в обеих измерительных цепях 8 и 9, при термодинамически установившемся потоке, расход тепла на контролируемой . участке 3 определяют величиной, фик- % сируемой ваттметром 7, вне зависимости от теплофизических и гидродинамических характеристик теплоносителя.Предлагаемый способ позволяет выполнять непосредственные измерения м расхода тепла без вычислений (или использование аппаратуры выполняющей вычислительные операции) и применения информации о каких-либо характеристиках теплоносителя. Таким обра зом, достигается повышение точности измерения, в частности, когда отсут" ствует полностью или частично достоверная информация о характеристикахтеплоносителя или когда эти харак" 2 ф теристики могут быть подвержены неконтролируемым изменениям во времени, например при исследованиях много- компонентных теплоносителей, химически активных сред, в условиях не" 25 полной герметичности контура и т.п.Применимость предлагаемого способа ограничена величинами тепловых потоков, при которых операции отвода и повторного подвода тепла к теплоносителю начинают приводить к существенным дополнительным энергетическим затратам, а также - величинами скорос" тей теплоносителя, при которых средние статические давления в потоке на3% контролируемом и контрольном участках становятся различными настолько, что оказывается заметной разница в величинах теплоносителя на этих участках. формула изобретенияСпособ измерения расхода тепла поизменению теплосодержания в потокежидкого или газообразного теплоносителя на участке определения расходатепла, включающий измерение разноститемператур в потоке теплоносителя навходе и выходе из этого участка, дополнительный нагрев теплоносителя припрохождении им контрольного участка.с измерением разности температур навходе и выходе и определение величины расхода тепла на котролируемомучастке по величине электрическоймощности дополнительного нагревателяна контрольном участке, о т л ич а ю щ и й с я тем,нто, с цельюповышения точности и упрощения процесса измерения эа счет исключенияинформации о теплофизических характеристиках теплоносителя, теплоноситель охлаждают на участке между контролируемым и контрольным участками доравенства средних по поперечному сечению потока теплоносителя температур на входе в контролируемый и контрольный участки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРЬ" 1 Й 70 10, кл. С 01 К 17/06, 1961,2, Авторское свидетельство СССРИ 491630, кл. С 01 К. 17/10, 1973932292 ь Н. ГорыковаРейвес " Корректор А. Фере Состав ред И еда едактор Тираж 883 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035,. Москва, Ж, Раушская наб., д,Заказ 3763/59 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,