《建筑熱工測量》PPT課件.ppt

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1、第三章建筑熱工測量蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院建環(huán)教研室2012年11.溫度測量:溫度及其溫標(biāo)；溫度的測量方法；常用的溫度測量儀表的測溫(或工作)機理，選型與使用。2.濕度測量:濕度的表示方法；濕度的測量方法；常用的濕度測量儀表的測濕(或工作)機理，選型與使用。3.熱量測量:熱流密度；熱流計、熱水(蒸汽)熱量計的測量(或工作)機理，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))，t高(低)，謂之熱(冷)。微觀上，則是表征組成物質(zhì)的分

2、子運動平均動能大小，反映物質(zhì)內(nèi)部的分子，做無規(guī)則熱運動的劇烈程度。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)起點和測量單位。各種測溫儀表的刻度數(shù)值由溫標(biāo)確定。溫度計、固定點、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)、國際(實用)溫標(biāo)等。3.1溫度測量31.攝氏溫標(biāo)在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將水的冰點定為0攝氏度，將水的沸點定為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，單位符號為℃。2.華氏溫標(biāo)在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將純水的冰點溫度定為32華氏度，將水的沸點溫度定為212華氏度，中間劃分180等分。每一

3、等分稱為一華氏度。常用F表示，單位符號為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建立溫標(biāo)和制造溫度計的，用水銀作為溫度計的測溫介質(zhì)，稱為經(jīng)驗溫標(biāo)。43.熱力學(xué)溫標(biāo)基于卡諾熱機循環(huán)建立起來。是僅與熱量有關(guān)而與測溫物質(zhì)無關(guān)的溫標(biāo)，又稱為開爾文溫標(biāo)，用符號K表示。它規(guī)定物質(zhì)的分子運動停止時的溫度為絕對零度，0K。*熱力學(xué)溫標(biāo)是一種理想溫標(biāo)，是不可能“實現(xiàn)”的。4.國際實用溫標(biāo)(internationalpracticetemperaturescale,IPTS)，又稱國際溫標(biāo)ITS，用T表示，單位為K。它規(guī)定水三相點(氣、液、固態(tài)共存)

4、的熱力學(xué)溫度為273.16K，1K定義為水三相點熱力學(xué)溫度的1／273.16?，F(xiàn)行國際實用溫標(biāo)是國際計量委員會在1990年通過的，簡稱ITS-1990。5二、溫度測量的主要方法及分類接觸式測量法測溫敏感元件直接與被測介質(zhì)接觸，被測介質(zhì)與測溫敏感元件進行充分的熱交換(熱傳導(dǎo)和熱對流)，當(dāng)建立熱平衡時，Tx=Tc，從而達到溫度測量的目的。非接觸式測量法當(dāng)Tx極高，超過了測溫物質(zhì)的耐溫上限(熔點溫度)時，測溫元件會溶化。基于高溫物質(zhì)的熱輻射原理，通過測量出其輻射能量E入，進而計算出其溫度大小?；蛘弑粶y物體距離太遠，無法實施接觸式測溫。本專業(yè)所涉及的測溫方式(如空氣、水等介質(zhì)的溫

5、度)為接觸式測溫6常用測溫方法、類型及特點測溫方式溫度計或傳感器類型測量范圍／℃精度／%特點接觸式熱膨脹式水銀-50～6500.1～1簡單方便；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、堅固、價廉；感溫部大氣體-20～350熱電偶鉑銠-鉑其他0～1600-200～11000.2～0.50.4～1.0種類多、適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟方便、應(yīng)用廣泛；須注意寄生熱電勢及動圈式儀表電阻對測量結(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

6、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光學(xué)高溫計800～3500700～300011非接觸測溫，不干擾被測溫度場，輻射率影響小，應(yīng)用簡便。熱探測器熱敏電阻探測器光子探測器200～2000-50～32000～3500111非接觸測溫，不干擾被測溫度場，響應(yīng)快，測溫范圍大，適于測溫度分布；易受外界干擾，標(biāo)定困難。7接觸式測溫法(1)–基于物質(zhì)熱脹冷縮效應(yīng)的溫度測量利用液體，氣體或固體熱脹冷縮的性質(zhì)，將其制作成測溫敏感元件，感知被測溫度的變化，發(fā)生熱交換，其幾何尺寸(長度或體積)將

7、發(fā)生變化，然后直接測出此變化，進而得知被測溫度的大小。由此制成的溫度計叫膨脹式溫度計。*膨脹式溫度計分為液體膨脹式溫度計、固體膨脹式溫度計和(氣體)壓力式溫度計三類。3.1溫度測量81.液體膨脹式(玻璃液柱式)溫度計*(垂直管段)(水平管段)其特點為結(jié)構(gòu)簡單，測量準(zhǔn)確，價格低廉，線性刻度，讀數(shù)和使用方便，得到廣泛應(yīng)用。其缺點為易損壞，熱慣性大，具有一定的時滯，不能遠傳信號和自動記錄(現(xiàn)場指示)。9測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