Приложение G (справочное). Калориметрический метод определения потерь в преобразователе

Приложение G
(справочное)

Калориметрический метод определения потерь в преобразователе

G.1 Общие положения

Калориметрический метод определения потерь основан на калориметрических измерениях выделяющейся мощности потерь. Измерения следует проводить в условиях термического равновесия, а компоненты должны быть термически изолированы для обеспечения передачи всего выделившегося тепла охлаждающему агенту (воде или воздуху). В следующих разделах описаны три типа методов.

G.2 Двухкамерный калориметр с воздушным охладителем

В 1-м методе измерение потерь проводят в один этап. Испытательная конфигурация изображена на рисунке G.1. Установка представляет собой термически изолированную конструкцию, состоящую из двух камер, в одной из которых размещен преобразователь, потери в котором измеряют, а в другой - нагреваемый резистор. Метод предусматривает нахождение преобразователя для измерений и резистора для калибровки в одном воздушном потоке, сопротивление которому в обеих камерах должно быть одинаковым. При этом благодаря одновременности измерений достигается идентичность физических условий.

Рисунок G.1 - Установка для одноэтапного калориметрического сравнительного метода измерения потерь (одновременный нагрев преобразователя и резистора)

По измерениям температуры охлаждающего воздуха на входе, выходе и между камерами, а также по калиброванным потерям в резисторе можно найти потери в преобразователе. Резистор питается от источника электроэнергией, мощность которой измеряют. Измерения проводят при достижении теплового равновесия. Потери преобразователя определяют по формуле

.

(G.1)

Изменения в скорости, давлении и температуре охлаждающего воздуха, как и наружной температуры, влияют на точность результата. Очевидно также, что и напряжение питания не остается постоянным при измерениях. Эти факторы определяют ошибки в измерениях потерь данным методом так же, как и другими методами, в которых присутствуют неконтролируемые источники.

G.3 Однокамерный калориметр с воздушным охладителем

Установка для калориметрических измерений альтернативным методом представлена на рисунке G.2. Она состоит из корпуса, вмещающего одну термоизолированную камеру, в которой поочередно размещены испытуемый преобразователь и нагреваемый резистор, функционирующие в одинаковом воздушном потоке. На 1-м этапе испытуемый преобразователь работает с определенной нагрузкой. При этом в установившемся состоянии теплового равновесия фиксируют температуры на входе и выходе калориметра и скорость воздушного потока. На 2-м этапе в камере размещают резистор, в который передают и измеряют такую мощность, чтобы в состоянии теплового равновесия температура на входе и выходе, а также скорость потока воздуха стали такими же, как и при нагреве преобразователя на 1-м этапе. Потери в преобразователе определяют по питающей мощности нагреваемого резистора по формуле

.

(G.2)

Изменения в скорости, давлении и температуре охлаждающего воздуха, как и наружной температуры, влияют на точность результата. Очевидно также, что и напряжение питания не остается постоянным при измерениях. Эти факторы определяют ошибки в измерениях потерь данным методом, как и другими, в которых присутствуют неконтролируемые источники.

Рисунок G.2 - Установка для двухэтапного калориметрического сравнительного метода измерения потерь (поочередный нагрев преобразователя и резистора)

G.4 Калориметр с жидкостным охладителем

Калориметрическая установка для измерений с жидкостным охладителем представлена на рисунке G.3. Она состоит из корпуса, вмещающего одну термоизолированную камеру, через которую протекает хладагент, передающий тепло, выделяемое испытуемым преобразователем. Преобразователь работает в требуемом режиме, и в состоянии теплового равновесия измеряют объемный расход жидкости и температуры на входе и выходе из камеры. Выделенную преобразователем мощность рассчитывают по формуле

.

(G.3)

Рисунок G.3 - Установка для калориметрического метода измерения потерь с жидкостным охладителем