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
В этом случае измеренная разность температур от одной окружающей среды до другой представлена формулой
, (К.1)
где (см. также рисунок К.1)
- сопротивление теплопередаче одного фрагмента;
- термическое сопротивление тепломера;
- плотность теплового потока, проходящего через фрагмент без тепломера (не измерен);
- измеренная плотность теплового потока при наличии тепломера.
Рисунок К.1 - Описание параметров уравнений (К.1) и (К.2)
Из уравнения (К.1) можно легко получить сопротивление теплопередаче или коэффициент теплопередачи:
и . (К.2)
К.2.2 Измерения значений
Измерение температур поверхности показано на рисунке К.2. Рассматриваются два случая:
а) если измерение температуры одной поверхности проводят под тепломером, то фрагмента определяется двумя следующими уравнениями:
, (К.3)
и измеренное значение является действительным и не требует коррекции;
б) если температуру одной поверхности измеряют рядом с тепломером, то получают значения и , которые непосредственно не связаны с . Для того чтобы найти зависимость, нужно написать отношение тепловых потоков, предполагая, что температура окружающей среды и сопротивление теплообмену поверхности одинаковы при наличии и отсутствии тепломера: