logo logo

Факторы, влияющие на точность измерения температуры


Наведенное тепло от окружающих объектов.

Когда существует разность температур между двумя объектами или когда изменяется температура объекта, тепловая энергия переносится от более теплых мест к более холодным, пока не будет достигнуто тепловое равновесие.
Наведенное тепло может передаваться исследуемому объекту тремя путями: теплопроводностью, конвекцией и излучением.
Теплопроводность характеризуется удельной теплопроводностью и коэффициентом теплопроводности.

Передача тепла с помощью теплопроводности происходит преимущественно в твердых телах и, до некоторой степени, в жидкостях, когда более горячие молекулы передают свою энергию соседним менее горячим молекулам.
Некоторые материалы проводят тепло очень эффективно, другие- менее эффективно. Передача тепла в хорошо проводящих металлах вызывается потоками электронов, что объясняет весьма высокую скорость этой передачи в таких материалах.
Количество тепла, передаваемое посредством теплопроводности, зависит от нескольких факторов:

  1. удельной теплопроводности материала;
  2. разности температур на противоположных по толщине концах материала;
  3. площади поверхности, через которую передается тепло.

Металлы и материалы с высокой удельной теплопроводностью являются хорошими проводниками тепловой энергии.
Материалы вроде ваты и пеноматериалы, некоторые пластмассы, проводят тепловую энергию не очень хорошо. Они обладают низкими величинами удельной теплопроводности и называются теплоизоляторами. Их свойство изолировать тепло объясняется, в основном, тем, что они содержат большое количество малых воздушных полостей. Воздух, в частности, является плохим проводником тепла.
Конвекция происходит в жидкостях и газах и состоит в движении масс молекул. В этом процессе тепло передается от одной молекулы к другой путем теплопроводности, а затем молекулы перемешиваются между собой. Когда смесь становится менее плотной, чем окружающие ее молекулы, она поднимается. Более холодная, более плотная, часть жидкости или газа опускается. Именно различие в плотности вызывает естественное перемешивание. Конвекция происходит между жидкостями или газами и окружающими их поверхностями. Энергия переносится от одной молекулы к другой путем теплопроводности, но затем эти молекулы начинают перемешиваться между собой под действием давления и разности энергий.
Конвекция может относиться к одному из двух видов — естественная и принудительная (вынужденная) конвекция.
Естественная конвекция обусловлена изменениями плотности жидкости или газа. Когда жидкость или газ нагреваются, они стремятся подняться вверх относительно более холодной части жидкости или газа, а более холодная часть, опускается вниз.
Принудительная конвекция вызывается какой-либо приложенной извне силой, например, ветром, насосом или вентилятором.
Количество тепла, переносимого конвекцией, зависит от следующих факторов:

  1. коэффициента конвекционной передачи тепла;
  2. различия температур в массе материала;
  3. площади области, через которую происходит передача тепла.

Коэффициент конвекционной передачи тепла для какой-либо поверхности определяется экспериментально или путем оценки на основании других экспериментальных данных. Его точное значение зависит от нескольких факторов, наиболее важные из которых следующие:

  1. скорость потока воздуха;
  2. ориентация поверхности по отношению к потоку;
  3. состояние поверхности;
  4. форма поверхности;
  5. вязкость среды.

При проведении обследований ЭУ нередко можно встретиться с тем, что теплый воздух, поднимаясь из-за конвекции вверх, затрагивает некоторые компоненты оборудования и нагревает их сильней, чем можно было бы ожидать. Например, нагрев в контактном соединении вертикально расположенного контактора или автомата со стороны нагрузки (снизу) может привести к тому, что соединение со стороны источника (вверху) также будет горячим, нагретым конвективным потоком воздуха.
Помимо теплопроводности и конвекции тепловая энергия может передаваться и с помощью инфракрасного излучения, которое является одной из форм электромагнитного излучения. Все объекты, температура которых выше абсолютного нуля, излучают или поглащают инфракрасные лучи.
Интенсивность и точная длина волны излучения зависят, в основном, от температуры объекта. Именно это явление позволяет наблюдать объекты с помощью камер, чувствительных к инфракрасному излучению.
Все формы электромагнитного излучения распространяются по прямой в виде волн со скоростью света (300 тысяч километров в секунду). Инфракрасное излучение может распространяться и через вакуум.

Метки материала: , ,

Похожие материалы:

Страниц: 1 2 3 4 5 6

bottom