ASTM E2683-09
Стандартный метод испытаний для измерения теплового потока с использованием датчиков градиента температуры с встраиваемой вставкой

Стандартный №

ASTM E2683-09

Дата публикации

2009

Разместил

American Society for Testing and Materials (ASTM)

состояние

быть заменен

быть заменен

ASTM E2683-17

Последняя версия

ASTM E2683-17

сфера применения

Целью этого метода испытаний является измерение чистого теплового потока к определенной поверхности или от нее. Для измерения лучистой составляющей энергии требуется коэффициент излучения или поглощения поверхностного покрытия датчика. При измерении конвективной составляющей энергии необходимо свести к минимуму и охарактеризовать потенциальные физические и термические нарушения поверхности. Необходимо учитывать, как наличие датчика меняет поверхностный тепловой поток. Желаемая величина обычно представляет собой тепловой поток на поверхности без наличия датчика. Температурные ограничения определяются свойствами материала датчика, способом крепления чувствительного элемента и способом крепления выводных проводов. Диапазон измеряемого теплового потока и временной отклик ограничены конструкцией и деталями конструкции датчика. Измерения от 1 кВт/м2 до более 10 МВт/м2 легко получить с помощью токоизмерителей. Для тонкопленочных датчиков возможен временной отклик менее 10 мкс, тогда как более толстые датчики могут иметь время отклика порядка 1 с. Важно выбрать тип и характеристики датчика, соответствующие диапазону и времени отклика требуемого применения. Когда дифференциальные термопарные датчики работают как указано для одномерного теплового потока и в пределах соответствующих ограничений времени отклика, выходное напряжение прямо пропорционально тепловому потоку. Однако чувствительность может зависеть от температуры манометра. Измеренный тепловой поток основан на одномерном анализе с равномерным тепловым потоком по поверхности датчика. Измерения конвективного теплового потока особенно чувствительны к возмущениям температуры поверхности. Поскольку на коэффициент теплопередачи также влияют любые неоднородности температуры поверхности, эффект небольшого изменения температуры в зависимости от местоположения еще больше усиливается, как объяснили Моффат и др. (2) и Диллер (3). Причем, чем меньше площадь измерительной поверхности, тем больше влияние на коэффициент теплопередачи любой неравномерности температуры поверхности. Следовательно, нарушения температуры поверхности, вызванные датчиком, должны быть намного меньшими, чем разница температур поверхности и окружающей среды, вызывающая тепловой поток. Это требует хорошего теплового пути между датчиком и поверхностью, на которой он установлен. Если датчик не имеет водяного охлаждения, важен хороший тепловой путь к радиатору системы. Манометр должен иметь эффективную теплопроводность, такую же или большую, чем окружающий материал. Он также должен иметь хороший физический контакт, обеспечиваемый плотной посадкой в отверстии и способом закрепления датчика на поверхности. Пример метода крепления манометра к материалу поверхности показан на рис. 2. Корпус манометра имеет фланец и отдельную стяжную гайку, врезанную в материал поверхности. Если манометр имеет водяное охлаждение, тепловой путь к пластине менее важен. Тепло, передающееся датчику, поступает в воду в виде радиатора, а не в окружающую пластину. Следовательно, тепловое сопротивление между манометром и пластиной может быть даже увеличено, чтобы препятствовать передаче тепла от пластины к охлаждающей воде. К сожалению, это также может увеличить температурное несоответствие между манометром и окружающей поверхностью. На рис. 2 показан датчик теплового потока, установленный в пластину, с температурой поверхности датчика Ts и температурой поверхности окружающей пластины Tp. Как обсуждалось ранее, разница температур между манометром и пластиной может также увеличить локальный коэффициент теплопередачи по манометру. Это увеличивает погрешность измерения. Следовательно, хорошо спроектированный измеритель теплового потока будет удерживать разницу температур........

ASTM E2683-09 Ссылочный документ

• ASTM E511  Стандартный метод измерения теплового потока с использованием круглой медно-константановой фольги и измерителя теплового потока

ASTM E2683-09 История

• 2017 ASTM E2683-17 Стандартный метод испытаний для измерения теплового потока с использованием датчиков градиента температуры с встраиваемой вставкой
• 2009 ASTM E2683-09 Стандартный метод испытаний для измерения теплового потока с использованием датчиков градиента температуры с встраиваемой вставкой