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热量表准确度的整体检定方法和误差分析

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热量表准确度的整体检定方法和误差分析

发布日期:2020-11-10 作者: 点击:

1热量表准确度的检定方法


目前世界各国采用的大都是分部检定的方法,即在热量表准确度检定时,分别对热量表的三个组成部分:流量传感器、温度传感器和计算器等分别进行检定,然后根据误差分析理论合成热量测量的准确度。热量表准确度整体检定法是把热量表作为一个整体进行检测,而不是对流量传感器、温度传感器和计算器分别进行检定。如图1所示,根据能量守恒,通过电测法来实现。其中,电加热器D负责提供能量,电能表B记录电能,被加热的水在水泵H的驱动下,经过待测内蒙古热量表F进入散热装置G散热降温,降温后的水又经过待测热量表F回到绝热水箱C。


在这一循环过程中,待检热量表的准确计量值由下式确定:


式中,Q为通过散热装置所散出的热量,即热量表的真值;E为电加热器输入电能;D为热量表准确度检定前后水箱及其内部水的内能变化;Q1为加热水箱、水箱至热量表间管路的漏热损失。


E可以用1‰或准确度更高的电能表测定。所以在上式三项数值中,只要能准确测量出漏热损失和水箱内水的内能变化,就可以准确的知道散热装置所散发的热量。热量表的读数实际上反映了散热装置所散发的热量。如果对散热装置所散发的热量Q计量准确,则可得到热量表的大误差值Φ:


从式(1)中可知,用整体检定法得到较准确的Q值,需要准确测定系统漏热和内能变化。


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2漏热测量的实验方法和误差分析


漏热测量的基本方法就是首先计算水箱的漏热系数,然后根据检测过程中的水箱内水温和外界环境温度,按照稳态导热计算漏热量。这其中的关键问题就是漏热系统的测量,以及按照稳态导热计算漏热量所造成的误差。


2·1漏热系数测量的原理和方法


维持加热水箱的功率恒定,连续监测水箱内外温度。当水箱内外温差的变化在两个小时内小于0·3℃时,可认为系统已经达到热平衡稳定状态,这时水箱的加热量q等于漏热量。根据温差和投入热量由式(3)得到漏热系数K。


图2显示了恒定投入热量并在实验达到热平衡,即水箱内水和周围环境的温差波动范围小于±0·3℃后5个小时内的情况。


改变投入的热量,依次得到不同的稳定热平衡状况,从而求出水箱的漏热系数。根据多次测定,确定其漏热系数为:0·451W/℃。当水箱内水温为94℃左右,室内温度在26℃,其水箱漏热量为30·7W。


2·2漏热系数测量的误差分析


漏热系数的测量误差来自三个方面:(1)电网波动造成的电能测量误差;(2)环境温度的变化造成的水箱漏热系数的测量误差;(3)热电阻的测温误差。


2·2·1电网波动造成的电能测量误差


电网电压随时波动,这种波动使得输入的电能不能真正恒定,传热过程将无法实现稳态传热。为了维持电压稳定,尽量减少电网电压波动对实验的影响。电加热器前设置稳压电源(220±2V)。在调压器设定输出功率值为30W时,经过多次24小时连续监测,电网电压波动引起的输入功率在29·8W~30·2W之间波动,故功率测量的相对误差


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