Презентация в Омск (Зонова, Черепанов)

Федеральное государственное унитарное предприятие
Сибирский государственный ордена Трудового Красного Знамени
научно-исследовательский институт метрологии
(ФГУП «СНИИМ»)
ИССЛЕДОВАНИЕ
НЕРАЗРУШАЮЩЕГО МЕТОДА
ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ
ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
аспирант ГОУ ВПО «СГГА» А.Д. Зонова,
научный руководитель В.Я. Черепанов
ФГУП «СНИИМ», г.Новосибирск, 2010
Принципиальная схема устройства
для неразрушающих измерений тепловой мощности ОП
1
ОКНО
3
1 – датчик разности температур на
измерительном участке (длина 1 м,
7 пар чувствительных элементов (ЧЭ) –
спаев);
2 – датчик разности температур на ОП
(длина 1 м, 7 пар ЧЭ – спаев);
3 – датчик теплового потока (5 пар ЧЭ –
спаев)
2
ОП
Переключатель
Милливольтметр
Устройство чувствительного элемента контактного
преобразователя теплового потока
Е
q
1
2
1 – слой материала с постоянным термическим сопротивлением;
2 – дифференциальный термопреобразователь.
q  K E
q – плотность теплового потока;
К – коэффициент преобразования ДТП;
Е – электрический сигнал ДТП.
Основные расчётные формулы
Мощность, выделяемая отопительной системой, на расходомерном
участке трубопровода:
Мощность, выделяемая ОП:
Расход теплоносителя:
PG  K S G t
(1)
Px  K S G T
(2)
G
PG
K S t
(3)
Тепловой поток, выделяемый на поверхности ОП:
P T
Px  G
t
Разность температуры на расходомерном участке и на ОП:
E
e
T 
t 
n2 S 2
n1 S1
Уравнение измерений мощности ОП при n1  n,2 и S1  S 2:
K E F E
Pх 
e
(4)
(5)
(6)
Принципиальная схема
экспериментальной установки
1
7
3
4
2
6
5
8
Расходомерный участок
10
15
14
13
8
9
6
8
11
8
12
1 – блок управления расходом; 2 – насос; 3 – регулятор температуры; 4 – нагреватель;
5 – контрольный датчик температуры; 6 – эталонные термопреобразователи № 1 и № 2;
7 – измерительно-вычислительный комплекс; 8 – накладные датчики разности температур;
9 – датчик теплового потока; 10 – отопительный прибор; 11 – переключатель; 12 – милливольтметр;
13 – манометр; 14 – эталонный расходомер; 15 – вентиль
Разность температур, плотность теплового потока,
расход теплоносителя и мощность, выделяемая
отопительным прибором
Разность
температур на
расходомерном
участке, °С
Разность
температур
на ОП, °С
Плотность
теплового
потока, Вт/м2
Расход
теплоносителя,
кг/с
Мощность,
выделяемая ОП,
Вт
Разность
температур ЭТС,
°С
Реальная
мощность
отопительной
системы, Вт
Значения термо-э.д.с. датчиков с заданными температурой + 70°С и расходом 0,284 кг/с
0,055
0,8
760
0,226
761
0,57
817
0,054
0,7
760
0,233
777
0,63
903
0,054
0,7
760
0,233
776
0,64
917
0,055
0,8
760
0,226
759
0,66
946
0,054
0,7
750
0,230
767
0,64
760
0,054
0,7
750
0,230
765
0,62
736
0,055
0,8
760
0,226
761
0,63
748
0,055
0,8
760
0,226
761
0,63
748
766
0,63
822
Средние значения
0,055
0,8
757,5
0,23
ВЫВОДЫ
Расхождение результатов измерений тепловой мощности ОП, полученных с
помощью накладных датчиков и контрольного теплосчётчика, составляет
примерно 7%, а расхождение результатов измерений разности температур
составляет около 27%, что связано с разными методами определения температур:
один метод – определение разности температур с помощью ЭТС, а другой – с
помощью накладных датчиков.
Предлагаемый метод позволяет:
 с достаточной для практических приложений точностью измерять
мощность, выделяемую ОП, и расход теплоносителя в отопительной
системе;
 в целом определять эффективность работы отопительной системы по
измеренным параметрам теплоносителя и, в частности, может быть
использован для экспресс-определений работоспособности отопительных
приборов.