【摘要】：本文針對一維傳熱問題,設(shè)計一臺接觸式熱流計校準(zhǔn)裝置。校準(zhǔn)裝置采用防護(hù)熱板法來實現(xiàn),通過熱板、冷板和保護(hù)板形成固定方向的一維熱流(標(biāo)準(zhǔn)熱流密度),被校熱流計傳感器放在冷板和熱板之間,通過標(biāo)準(zhǔn)熱流密度對其進(jìn)行校準(zhǔn)。整個校準(zhǔn)裝置由測量裝置、控制模塊、溫度采集模塊和數(shù)據(jù)分析模塊四部分組成,并采用了高精度的熱流傳感器作為參考,并對各種實驗條件進(jìn)行了驗證,保證熱流計校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。從理論設(shè)計和實驗數(shù)據(jù)來看,裝置能夠滿足熱流計傳感器校準(zhǔn)的需求,達(dá)到了預(yù)期目的。本課題完成的主要工作有:(1)在明確項目背景和研究意義的基礎(chǔ)上,充分調(diào)研國內(nèi)外熱流計的發(fā)展現(xiàn)狀和校準(zhǔn)裝置的研究進(jìn)展。闡述導(dǎo)熱基本原理和物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù),分別介紹防護(hù)熱板法和熱流計的測量原理,并對防護(hù)熱板法依據(jù)的傅里葉一維導(dǎo)熱測量模型進(jìn)行詳細(xì)說明,提出總體方案設(shè)計思路。(2)依據(jù)設(shè)計原理搭建校準(zhǔn)裝置,采用陽極化處理過后的鋁板作為冷、熱板板材,使用鉑電阻作為測溫元件,采用護(hù)板以及恒溫箱有效防止邊緣熱損失,阻尼元件選用國際上作為標(biāo)準(zhǔn)試樣的玻璃纖維板,結(jié)合自主開發(fā)的電路板、軟件,使整個裝置功能齊全。(3)對校準(zhǔn)裝置的溫場進(jìn)行驗證測試,并對結(jié)果進(jìn)行分析,同時改變實驗條件,如不同溫差、不同試樣厚度,進(jìn)行熱流密度的測量,結(jié)果表明本裝置上下面熱流密度穩(wěn)定、偏差在可接受范圍內(nèi),儀器測試區(qū)溫度場分布均勻,驗證了裝置進(jìn)行熱流計校準(zhǔn)的可行性。校準(zhǔn)裝置能夠有效解決計量部門和節(jié)能監(jiān)測機(jī)構(gòu)熱流計量值無法溯源的問題,實現(xiàn)了熱流計的熱流密度參數(shù)快速、連續(xù)測量。實驗結(jié)果表明校準(zhǔn)裝置能夠滿足計量部門和節(jié)能監(jiān)測機(jī)構(gòu)對熱流計的校準(zhǔn)工作。
【圖文】：

都電子工業(yè)株式會社(KEM) 創(chuàng)建于 1961 年，生產(chǎn)兩種熱流計：多流傳感器：低熱流傳感器、高熱流傳感器和埋入型傳感器。適用建筑、鍋爐、節(jié)能、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。典型的熱流計性能和圖片見表表 1-1 日本 KEM 公司熱流傳感器性能指標(biāo)Tab.1-1 Performance indicators for heat flow sensors of KEM, Japan量程范圍/kW m-2測量對象 尺寸/mm 工作溫B 0.012～3.5 絕熱材或保溫材等的表面 / -40～B 0.012～3.5 小型低熱流用 / -40～-B 0.012～3.5 生物或小型機(jī)械零件等表面 / -40～0B 0.35～17 高溫爐壁使用 / 70～-B 0.58～58 埋設(shè)在爐材，保溫材中 / 200～ 1.2~120 水冷過后的爐壁之放熱時 / 0～

西安理工大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文器，總輻射表和地面輻射強(qiáng)度計）和建筑物理學(xué)（熱通量傳感器）。Hukseflux 有能力制造符合工業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)（EEx）和苛刻的傳導(dǎo)（溫度高達(dá) 1000 攝氏度）的傳感器，并獲的質(zhì)量管理體系是 ISO9001:2015 認(rèn)證。主打產(chǎn)品包括 HFP01（建筑物和土壤）、SBG01（火焰燃燒）、RC01（輻射）。相關(guān)產(chǎn)品性能和圖片見表 1-2、圖 1-2。表 1-2 荷蘭 Hukseflux 公司熱流傳感器性能指標(biāo)Tab.1-2 Performance indicators for heat flow sensors of Hukseflux, Netherlands型號 量程范圍/kW m-2測量對象 尺寸/mm 工作溫度/℃ 誤差HFP01 ±2 典型的熱通量傳感器 φ80 -30~70℃ -15%~㧏5%SBG01 5,10,20，50,100,200 水冷熱通量傳感器 / 10~30℃ ±2%RC01 / 輻射熱流量以及對流熱通量 20*10*3 0~250℃ ±10%
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH81

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3 陳U，

本文編號：2619378