【技术实现步骤摘要】
一种非规则固体壁面实时传热量的测量方法
本专利技术涉及热工检测
,特别是涉及一种非规则固体壁面实时传热量的测量方法。
技术介绍
在许多工业生产及民用生活领域,尤其是涉及有关非稳态导热耦合问题的研究领域,实时传热量的获取与测量在工业现场、环境保护及民用生活等各个领域受到广泛关注。现有实时传热量的获取方式主要通过热电偶测量沿热流传递方向上不同距离处的温度差推导出相应的热流密度,进而求出研究对象的传热量。然而由于热电偶的存在导致被测物体及测量元件之间不可避免的产生接触热阻,并对被测物体的外部环境产生干扰。尤其对于被测物体是大面积、不规则形状时,测量的难度及成本就更高。此外,若被测物体壁面同时受到其内部流体的流动状况、温度及压力的交变影响及外部环境参数(温度、湿度、风速等)的共同作用并影响时,将给涉及复杂参数作用下的非稳态传热耦合问题的热流密度及实时传热量的获取带来极大的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适合大面积、非规则固体壁面热流密度及实时传热量的测量方法,能够达到在复杂的内、外部环境作用下,精确、实时的测量大面积、非规则固体壁面的热流密度及实时传热量的目的,对被测物体扰动很小,应用领域广泛。为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:本专利技术提供一种非规则固体壁面实时传热量的测量方法,包括以下步骤:步骤1:划分特征网格;选取非规则固体壁面为被测壁面,通过红外成像装置测量所述被测壁面的温度分布,根据上述温度分布的特征和所述被测壁面的形状特征对所述被测壁面划分若干个特征网格;步骤2:选定特征网格的特征测点;在步骤1中的所述特征网格中选择具有代表性 ...
【技术保护点】
1.一种非规则固体壁面实时传热量的测量方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:划分特征网格;选取非规则固体壁面为被测壁面,通过红外成像装置测量所述被测壁面的温度分布,根据上述温度分布的特征和所述被测壁面的形状特征对所述被测壁面划分若干个特征网格;步骤2:选定特征网格的特征测点;在步骤1中的所述特征网格中选择具有代表性的位置作为特征测点,所述特征测点用于替代所述特征网格的整个区域;步骤3:制作测量贴片;采用若干热导率不同的材料制成测量贴片,若干所述测量贴片的热导材料形状和大小均相同;步骤4:安放测量贴片;将所述测量贴片紧密贴合在所述被测壁面上各个特征网格内的所述特征测点上;步骤5:获取特征测点的温度参数;通过红外成像装置读取在不同位置的所述特征测点的不同导热材料的表面温度Ti1、Ti2……Tin;步骤6:计算测量贴片处的热流密度;由于所述测量贴片是由若干种确定的导热材料制成,且各种导热材料的热导率λ1、λ2……λn已知,各种导热材料的发射率ε1、ε2……εn已知,导热材料的厚度一致且均为L,则通过所述测量贴片的不同导热材料获得的热流密度qi1、qi2……qin均相等;由于所述特征测点的不 ...
【技术特征摘要】
1.一种非规则固体壁面实时传热量的测量方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:划分特征网格;选取非规则固体壁面为被测壁面,通过红外成像装置测量所述被测壁面的温度分布,根据上述温度分布的特征和所述被测壁面的形状特征对所述被测壁面划分若干个特征网格;步骤2:选定特征网格的特征测点;在步骤1中的所述特征网格中选择具有代表性的位置作为特征测点,所述特征测点用于替代所述特征网格的整个区域;步骤3:制作测量贴片;采用若干热导率不同的材料制成测量贴片,若干所述测量贴片的热导材料形状和大小均相同;步骤4:安放测量贴片;将所述测量贴片紧密贴合在所述被测壁面上各个特征网格内的所述特征测点上;步骤5:获取特征测点的温度参数;通过红外成像装置读取在不同位置的所述特征测点的不同导热材料的表面温度Ti1、Ti2……Tin;步骤6:计算测量贴片处的热流密度;由于所述测量贴片是由若干种确定的导热材料制成,且各种导热材料的热导率λ1、λ2……λn已知,各种导热材料的发射率ε1、ε2……εn已知,导热材料的厚度一致且均为L,则通过所述测量贴片的不同导热材料获得的热流密度qi1、qi2……qin均相等;由于所述特征测点的不同导热材料的热流密度值相等,根据公式1选取任意两种导热材料的热流密度值计算所述特征测点处非规则固体壁面的温度Tj,公式1如下:整理得:所述特征测点处的所述被测壁面温度Tj:其中,qi1、qi2分别为所述测量贴片中的两种导热材料的热流密度,单位为W/㎡;λ1、λ2分别为所述测量贴片中的两种导热材料的热导率,单位为W/m˙k;Ti1、Ti2分别为所述测量贴片中的两种导热材料的表面温度,单位为℃;Tj为所述测量贴片中的两种导热材料与被测物体紧密贴合的底面温度,单位为℃;L1、L2分别为所述测点处两种导热材料的厚度,两种导热材料的厚度一致且均匀,即:L1=L2;单位为m;根据下述公式2,可计算所述被测壁面内任一特征网格内的热流密度,公式2如下:或……或其中,qi1、qi2……qin为单一所述测量贴片中若干种确定的导热材料计算出的测点处所述非规则固体壁面的热流密度,单位为W/㎡;λ1、λ2……λn分别为所述测点处若干种导热材料的热导率,单位为W/m˙k;Ti1、Ti2…...
【专利技术属性】
技术研发人员:冉鹏,王亚瑟,李运泽,
申请(专利权)人:华北电力大学保定,
类型:发明
国别省市:河北,13
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