ASTM E2683-09
使用嵌装温度梯度表测量热通量的标准试验方法
Standard Test Method for Measuring Heat Flux Using Flush-Mounted Insert Temperature-Gradient Gages
- 标准号
- ASTM E2683-09
- 发布
- 2009年
- 发布单位
- 美国材料与试验协会
- 替代标准
- ASTM E2683-17
- 当前最新
- ASTM E2683-17
- 引用标准
- ASTM E511
- 适用范围
- 该测试方法的目的是测量流入或流出表面位置的净热通量。为了测量辐射能分量，需要测量仪表面涂层的发射率或吸收率。当测量对流能量分量时，必须最小化和表征表面的潜在物理和热破坏。必要条件是考虑应变计的存在如何改变表面热通量。所需的量通常是在没有仪表的情况下表面位置的热通量。温度限制由应变计材料特性、传感元件安装方法以及引线连接方式决定。可测量的热通量范围和时间响应受到仪表设计和构造细节的限制。使用电流计可以轻松测量 1 kW/m2 到 10 MW/m2 以上的功率。对于薄膜传感器，响应时间可能小于 10 秒，而较厚的传感器的响应时间可能约为 1 秒。选择与所需应用的范围和时间响应相匹配的仪表样式和特性非常重要。当差分热电偶传感器按照一维热通量的规定并在相应的时间响应限制内运行时，电压输出与热通量成正比。然而，灵敏度可能是计量温度的函数。测量的热通量基于热计表面均匀热通量的一维分析。对流热通量的测量对表面温度的扰动特别敏感。由于传热系数还受到表面温度不均匀性的影响，因此，如 Moffat 等人所解释的，随位置变化的微小温度变化的影响会进一步放大。 （2）和迪勒（3）。此外，计量表面积越小，任何表面温度不均匀性对传热系数的影响就越大。因此，由仪表引起的表面温度干扰应远小于驱动热通量的表面与环境温差。这就需要传感器和安装传感器的表面之间有良好的热路径。如果压力计不是水冷的，那么到系统散热器的良好热通路就很重要。应变计的有效导热率应与周围材料一样大或更大。它还应该具有良好的物理接触，通过在孔中的紧密配合以及将量规紧固到表面的方法来确保。图 2 展示了将压力表紧固到表面材料的示例方法。压力表外壳具有法兰和攻入表面材料的单独紧固螺母。如果压力计是水冷的，则到板的热通路就不那么重要了。传递到压力计的热量作为散热器而不是周围的板进入水中。因此，仪表和板之间的热阻甚至可能增加，从而阻碍从板到冷却水的热传递。不幸的是，这也可能增加仪表和周围表面之间的热失配。图 2 显示了安装在板上的热通量计，热通量计的表面温度为 Ts，周围板的表面温度为 Tp。如前所述，仪表和板之间的温差也可能增加仪表上的局部传热系数。这会放大测量误差。因此，设计良好的热通量计将保持温差......