《建筑熱工測(cè)量》PPT課件

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1、第三章建筑熱工測(cè)量蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院建環(huán)教研室2012年11.溫度測(cè)量:溫度及其溫標(biāo)；溫度的測(cè)量方法；常用的溫度測(cè)量?jī)x表的測(cè)溫(或工作)機(jī)理，選型與使用。2.濕度測(cè)量:濕度的表示方法；濕度的測(cè)量方法；常用的濕度測(cè)量?jī)x表的測(cè)濕(或工作)機(jī)理，選型與使用。3.熱量測(cè)量:熱流密度；熱流計(jì)、熱水(蒸汽)熱量計(jì)的測(cè)量(或工作)機(jī)理，組成環(huán)節(jié)，應(yīng)用。學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容(Keys)2一、溫度(temperature)和溫標(biāo)(temperaturescale)溫度:宏觀上，表征物體(或系統(tǒng)、或環(huán)境)冷、熱程度的物理量(或參數(shù))

2、，t高(低)，謂之熱(冷)。微觀上，則是表征組成物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小，反映物質(zhì)內(nèi)部的分子，做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫標(biāo):衡量溫度高低的標(biāo)準(zhǔn)尺度。它規(guī)定溫度的讀數(shù)起點(diǎn)和測(cè)量單位。各種測(cè)溫儀表的刻度數(shù)值由溫標(biāo)確定。溫度計(jì)、固定點(diǎn)、內(nèi)插方程稱為溫標(biāo)(TS)的三要素。分為：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際(實(shí)用)溫標(biāo)等。3.1溫度測(cè)量31.攝氏溫標(biāo)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將水的冰點(diǎn)定為0攝氏度，將水的沸點(diǎn)定為100攝氏度；0攝氏度到100攝氏度之間分成100等分，每一等稱為一攝氏度。常用t表示，單位符號(hào)為℃。2.華氏

3、溫標(biāo)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將純水的冰點(diǎn)溫度定為32華氏度，將水的沸點(diǎn)溫度定為212華氏度，中間劃分180等分。每一等分稱為一華氏度。常用F表示，單位符號(hào)為0F。攝氏度與華氏度的換算關(guān)系為：*攝氏溫標(biāo)，華氏溫標(biāo)都是依據(jù)液體受熱膨脹的原理來(lái)建立溫標(biāo)和制造溫度計(jì)的，用水銀作為溫度計(jì)的測(cè)溫介質(zhì)，稱為經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。43.熱力學(xué)溫標(biāo)基于卡諾熱機(jī)循環(huán)建立起來(lái)。是僅與熱量有關(guān)而與測(cè)溫物質(zhì)無(wú)關(guān)的溫標(biāo)，又稱為開爾文溫標(biāo)，用符號(hào)K表示。它規(guī)定物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)停止時(shí)的溫度為絕對(duì)零度，0K。*熱力學(xué)溫標(biāo)是一種理想溫標(biāo)，是不可能“實(shí)現(xiàn)”的。4.國(guó)際實(shí)用

4、溫標(biāo)(internationalpracticetemperaturescale,IPTS)，又稱國(guó)際溫標(biāo)ITS，用T表示，單位為K。它規(guī)定水三相點(diǎn)(氣、液、固態(tài)共存)的熱力學(xué)溫度為273.16K，1K定義為水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1／273.16?，F(xiàn)行國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)是國(guó)際計(jì)量委員會(huì)在1990年通過的，簡(jiǎn)稱ITS-1990。5二、溫度測(cè)量的主要方法及分類接觸式測(cè)量法測(cè)溫敏感元件直接與被測(cè)介質(zhì)接觸，被測(cè)介質(zhì)與測(cè)溫敏感元件進(jìn)行充分的熱交換(熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流)，當(dāng)建立熱平衡時(shí)，Tx=Tc，從而達(dá)到溫度測(cè)量的目的。非接觸式測(cè)量法當(dāng)T

5、x極高，超過了測(cè)溫物質(zhì)的耐溫上限(熔點(diǎn)溫度)時(shí)，測(cè)溫元件會(huì)溶化?；诟邷匚镔|(zhì)的熱輻射原理，通過測(cè)量出其輻射能量E入，進(jìn)而計(jì)算出其溫度大小。或者被測(cè)物體距離太遠(yuǎn)，無(wú)法實(shí)施接觸式測(cè)溫。本專業(yè)所涉及的測(cè)溫方式(如空氣、水等介質(zhì)的溫度)為接觸式測(cè)溫6常用測(cè)溫方法、類型及特點(diǎn)測(cè)溫方式溫度計(jì)或傳感器類型測(cè)量范圍／℃精度／%特點(diǎn)接觸式熱膨脹式水銀-50～6500.1～1簡(jiǎn)單方便；易損壞，感溫部位尺寸大雙金屬0～3000.1～1結(jié)構(gòu)緊湊、牢固可靠壓力表式液體-30～6001耐振、堅(jiān)固、價(jià)廉；感溫部大氣體-20～350熱電偶鉑銠-鉑其

6、他0～1600-200～11000.2～0.50.4～1.0種類多、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)方便、應(yīng)用廣泛；須注意寄生熱電勢(shì)及動(dòng)圈式儀表電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。熱電阻鉑鎳銅-260～600-500～3000～1800.1～0.30.2～0.50.1～0.3精度及靈敏度均較好；感溫部大，須注意環(huán)境溫度的影響。熱敏電阻-50～3500.3～0.5體積小，響應(yīng)快，靈敏度高；線性差，須注意環(huán)境溫度的影響。非接觸式輻射溫度計(jì)光學(xué)高溫計(jì)800～3500700～300011非接觸測(cè)溫，不干擾被測(cè)溫度場(chǎng)，輻射率影響小，應(yīng)用簡(jiǎn)便。熱探測(cè)

7、器熱敏電阻探測(cè)器光子探測(cè)器200～2000-50～32000～3500111非接觸測(cè)溫，不干擾被測(cè)溫度場(chǎng)，響應(yīng)快，測(cè)溫范圍大，適于測(cè)溫度分布；易受外界干擾，標(biāo)定困難。7接觸式測(cè)溫法(1)–基于物質(zhì)熱脹冷縮效應(yīng)的溫度測(cè)量利用液體，氣體或固體熱脹冷縮的性質(zhì)，將其制作成測(cè)溫敏感元件，感知被測(cè)溫度的變化，發(fā)生熱交換，其幾何尺寸(長(zhǎng)度或體積)將發(fā)生變化，然后直接測(cè)出此變化，進(jìn)而得知被測(cè)溫度的大小。由此制成的溫度計(jì)叫膨脹式溫度計(jì)。*膨脹式溫度計(jì)分為液體膨脹式溫度計(jì)、固體膨脹式溫度計(jì)和(氣體)壓力式溫度計(jì)三類。3.1溫度測(cè)量81.

8、液體膨脹式(玻璃液柱式)溫度計(jì)*(垂直管段)(水平管段)其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，價(jià)格低廉，線性刻度，讀數(shù)和使用方便，得到廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)為易損壞，熱慣性大，具有一定的時(shí)滯，不能遠(yuǎn)傳信號(hào)和自動(dòng)記錄(現(xiàn)場(chǎng)指示)。9測(cè)溫液體名稱使用溫度／℃體膨脹系數(shù)視膨脹系數(shù)*汞鉈水銀甲苯乙醇煤油石油醚戊烷－62～0－30～+600－80～+100－80～+80