Устройство для измерения теплового потока Советский патент 1984 года по МПК G01K17/00 

Изобретение относится к металлур гическому производству, машиностроению, строительной промьшшенности. Известен тепломер, содержащий термоприемник, охлаждаемый водой, и датчик разности температур по толщине термоприемника С 1 Недостатком тепломера является невозможность измерения фактического теплового потока. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения теплового потока, преимущественно в печи пер1:}одического действия, содержащее термоприемник с установленным в нем датчиком температуры 12 J. Недостатком устройства являетсй низкая точность измерения из-за моделирования только процесса внешнего теплообмена для нагреваемого в печи материала. Цель изобретения - повышение точности измерения теплового потока. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения теплового потока, преимущественно в печи периодического действия, содержащем термрприемник с установленным в нем датчиком температуры, термоприемник выполнен в форме цилиндра, сопряженного с шаром, из материала, нагреваемого в печи, причем образующая цилиндра и поверхность шара покрыты слоем теплоизоляции, а датчик температзфы размещен в центре шара. На чертеже схематически изображена конструкция устройства для изме рения теплового потока. Устройство для измерения теплового потока содержит термоприемник 1 в форме цилиндра, сопряженного с шаром, образующая цилиндра и поверхность шара покрыты слоем теплоизоляции -2, в центре щара размещен датчик 3 температуры. Термолриемник выполнен из материа ла, нагреваемого в печи, и имеет форму, обеспечйвакицую поправку на термическую массивность нагреваемого материала. Для этого физическая модель процесса нагрева материала представлена последовательностью двух процессов: тепловой проводамости, определяемой величиной - , где И - коэффициент теплопроводимос152 ти материала; 6 - высота его цилиндрической части, и процесса аккумуляции тепла, определяемого величиной тепловой емкости С. При таком представлении физической модели процесса нагрева конструкция термоприемника имеет вид теплопроводящего цилиндрического столбика вьюотой 6 и шарообразного тела объемом Vj. Конструктивные размеры термоприемника находят следующим образом.Объем материала термоприемника V пpинимaюt из технологических соображений (из удобства пользования тепломером); эффективную обогреваемую поверхность РЗФ термоприемника определяют для цри нятого объема Уиз условия равенства расчетного геометрического размера fi.-pT. для термоприеиника и наГре эф;ваемого материала, при этом Ry для нагреваемого материала определяют по экспериментальным данным. Высоту столбика iT находят из УСЛОВИЯ, что температура тепловоспри- нимающей поверхности термоприемника равна температуре поверхности материала, температура шара равна средней по массе температуре материала (т.е. выполнены условия моделирования внешнего и внутреннего теплообмена); в этом случае 6 0,553R, где R толщина нагреваемого в печи материала. Устройство для из мерения теплового потока работает следующим образом. Тепломер помещают в печь таким образом, что обогреваемая поверхность Рдф располагается заподлицо с обогреваемой поверхностью нагреваемого материала; датчиком температуры измеряют температуру в теле щара. За счет идентичности теплофизических свойств и-условий внутреннего и внешнего теплообмена для термоприемника и нагреваемого материала тепловой поток, поглощенный термоприемникомq (Вт/мП, - скорость роста темперауры шара. К/с, равен тепловому потоу, поглощенному материалом. Применение предлагаемого устройста для измерения теплового потока по сравнению с базовым объектом (прото310894354

типом) позволяет улу11П1Ить качество Использование предлагаемого устройнагрева материала, повысить произво-ства в системе управления нагревом дительность и экономичность печи.материала позволяет уменьшить возСведения о фактическом тепловомможность его перегрева, обеспечить потоке, получаемом материалом, позволя- 5наиболее экономичный режим при требуют точнее определить его готовность. емом качестйа нагрева

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, преимущественно в печи периодического действия, содержащее термоприемник с установленЕ м в нем датчиком температуры, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, термоприемник выполнен в форме цилиндра, сопряженного с шаром, из материала, нагреваемого в печи, причем образующая цилиндра и поверхность шара покрыты слоем теплоизоляхщи, а датчик температуры размещен в центре шара. 9tp эо :о i X) Ьп