Устройство для измерения количества тепла Советский патент 1981 года по МПК G01K17/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА

Изобретение относится к области теп- лофизических исследований и может быть использовано при измерении количества тепла, отводимого от изделия с помощью хладагента. Известно устройство для измерения теплового потока, поступающего в изде- лие и отводимого от него хладагентом, содержащее тепловосприиимаюший элеменГ подводящий и отводящий патрубки для хлад агента, термобатареи для измерения тем- пературы хладагента и нагреватель, установленный на выходе хладагента. Измеряемый тепловой поток сравнивается с тепловым потоком от электрического нагрева теля известной мощности 1. Недостаток заключается в сложности устройства и длительности измерения количества тепла. Наиболее близким по технической сущ ности является калориметрическое устройство, содержащее подводящий и отводящий патрубки для хладагента, нагреватель и термобатареи, подключенньсе к иуль-органу по схеме сравнения 2 . Хладагент проходит последовательно через изделие, где нагревается вьвделяк щимся в изделии количеством тепла, и че рез нагреватель. При равновесии температур хладагента измеряемое количество тепла Q-HN.(JJ где N - известная мощность иаг(еватепя; И - соотнощеиие числа спаев указанных термобатарей. Однако измеренное таким устройством количество тепла содержит методическую ощибку. Формула (1) справедлива при постояииой теплоемкости хладагента. Теплоемкость зависит от температурял, а уровень температур в изделии и в нагревателе различен, соответственно различны и средние теплоемкости в интервалах текте- ратур изделия и нагревателя. Целью изобретения является повьппе иие точности измерений. Указанная цель достигается тем, что нагреватель выполнен из двух нагреватель ных элементов, один из которых расположен в подводящем, а другой - в отводящем патрубке, при этом одна термобатарея расположена с одной стороны нагревателя, а другая - с другой, причем горячие спаи термобатарей размещены в отвод5пцем патрубке, а холодные - в подводящем. На фиг. 1 схематические изображено устройство для измерения количества теппа; на фиг, 2 - тепловая диаграмма работы устройстЕ а. Устройство для измерения количества тепла содержит подводящий 1 и отводящий 2 патрубки для хладагента, в каждом из которых расположены нагревательные элементы 3 и 4.электрического нагревателя, термобатареи 5 и 6, подключенные по схеме сравнения к нуль-индикатору 7, позицией 8 изображено изделие, от которого отводится и измеряется тепло. Спаи термобатареи 5 расположены с одной стороны нагревателя, термобатареи 6 - с другой. При этом горячие спаи термобатарей размещены в отводящем патрубке 2, а холодные - в подводящем патрубке 1. Количество спаев термобатареи 5 равно Hi (в устройстве, изображенном на чертеже, Их 2), количество спаев термобатареи G равно (У)). Устройство работает следующим образом. Хладагент поступает в патрубок 1, нагревается от элемента 3 нагревателя на температуру &T|s| затем поступает в изделие 8, где нагревается на температуру tC(y и наконец, элементом 4 нагревателя нагревается еще на температуру ЛТма. Термобатарея 5 фиксирует суммарный нагрев хладагента Т . (2) а термобатарея 6 фиксирует нагрев хладагента на температуру ,т. е. нагрев хладагента только в изделии. Термо-ЭДС этих термобатарей пропорциональна количеству их спаев h/j и И -Суммарная мо ность обоих элементов нагревателя Mj подбирается так, чтобы термо-ЭДС термобатарей 5 и 6 уравновесились, о чем судят по показаниям нуль-индикато-- , ра 7. При равенстве термо-ЭДС термобатарей справедливо равенство Тепловая диаграмма (фиг. 2) поясняет остоянство теплоемкости хладагента. Для большинства жидкостей зависимость теплоемкости от температуры линейная, т.е. еплоемкостьСр-а ЬТ Штриховкой показано количество тепла Q и vJ, полученного одним килограммом хладагента от нагревателя и от изделия соответственно. При этом: , ,,,X где ДТ., и T|g - повышение температуры хладагента от каждого элемента нагревателя. Из диаграммы очевидно, что при йТ ДТ| 4средние значения теплоемкостей одинаковые при нагреве хладагента от нагревателя и от изделия. Из равенств (2-5) получаем зависимость для определения количества тепла, отведенного от изделия хладагентом Таким образом, при определении количества тепла, отводимого от изделия с помощью хладагента, исключается методическая ошибка и тем самым повышается точность измерений. изобретени я р м у л а Устройство для измерения количества тепла, содержащее подводящий и отводящий патрубки для хладагента, нагреватель и термобатареи, подключенные к нуль-индикатору по схеме сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, нагреватель выполнен из двух нагревательных элементов, один из которых расположен в подводящем, а другой - в отводящем патрубке, при этом одна термобатарея расположена с одной стороны нагревателя, а вторая с другой, причем горягчие спаи термобатарей размешены в отводящем патрубке, а холодные - в подводящем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Геращенко О. А. Основы теплометрии. К., Наукова думка , 1971, с. 31. 2.Авторское свидетельство СССР NO 494630, кп. G 01 К 17/10, 1973 (прототип).

. Ф1№. f