36
Приложение К (справочное)
Влияние тепломера на тепловой режим испытуемого фрагмента
К.1 Общие положения
Тепломер обладает термическим сопротивлением и изменяет своим присутствием передачу тепла через испытуемый фрагмент. В этом случае линии теплового потока больше не параллельны, а тепловой поток, проходящий через тепломер, отличается от проходящего через свободный фрагмент конструкции. И наоборот, фрагмент конструкции может повлиять на структуру формирования теплового потока в тепломере.
Это влияние можно учитывать в расчетах, применяя уравнение теплопередачи.
К.2 Одномерное искажение
Если линии теплового потока полностью прямолинейны и перпендикулярны к тепломеру при измерении, то единственное возмущение вызывается дополнительным термическим сопротивлением тепломера, которое снижает скорость теплового потока при заданных температурных условиях.
К.2.1 Измерение значения ktr
В этом случае измеренная разность температур от одной окружающей среды до другой представлена формулой
8т = R0q ' = (R0 + R ')q,
где (см. также рисунок К.1)
R0 — сопротивление теплопередаче одного фрагмента;
R ' — термическое сопротивление тепломера;
q ' — плотность теплового потока, проходящего через фрагмент без тепломера (не измерен);
q — измеренная плотность теплового потока при наличии тепломера.
Из уравнения (К.1) можно легко получить сопротивление теплопередаче или коэффициент теплопередачи:
R0 = 8Tq - R ' и ktr = q/(8T - R ' q). (K.2)
К.2.2 Измерения значений R
Измерение температур поверхности показано на рисунке К.2. Рассматриваются два случая:
а) если измерение температуры одной поверхности проводят под тепломером, то R фрагмента определяется двумя следующими уравнениями:
R = 8T/q ' = 8т ' /q,
и измеренное значение является действительным и не требует коррекции;
б) если температуру одной поверхности измеряют рядом с тепломером, то получают значения q и 8т, которые непосредственно не связаны с R. Для того чтобы найти зависимость, нужно написать отношение тепловых потоков, предполагая, что температура окружающей среды и сопротивление теплообмену поверхности R" одинаковы при наличии и отсутствии тепломера:
q' _ (R + R' + R ") q ~ (R + R")
Объединяя эту зависимость с уравнением (К.3), исключают q’, чтобы получить
R2 + R(R" + R'- —) -R" — _ 0.
qq
Отсюда легко получить значение R. Более простое соотношение можно получить, если предположить, что действительное значение R близко к отношению измеренных значений 8T/q. В этом случае уравнение (K.5) приобретает вид
R2 + R(R'- —) + R"(R- —) _0. qq