热流自记仪的实验室模拟试验

    1　引言

    目前测量热流量的常用仪表是热流计。它是一种能直接测定热流量的装置,其测头是根据热流通过某测量物表面时,沿其厚度方向产生温度梯度的原理制成的。用于现场测试通过建筑围护结构,保温管道,工业炉窑等设备壁面以及生物体的传热量;还可以与热电偶(或热电阻)温度计等配合,用来测定现场使用中的各种建筑材料和保温材料等的热物性参数,包括导热系数λ和对流换热系数α等。热流计的热电势,通常采用电位差计和数字式电压表等仪器进行测量。在需要了解热流变化过程的场合和不便于人工监视记录的场合,要求仪表能自动记录出被测壁面热流量的变化与波动过程曲线。目前国内尚无能自动记录热流的热流计成品。北京清华人工环境工程公司已经研制出了RHLOG智能型热流自记仪。该仪器以微处理器为核心,能定时对被测壁面进行自动测量,并把测量结果保存在内部的存储器中。

    本实验是针对地铁热环境的现场测试易于出现的几个问题而做的。地铁隧道的测试环境对仪器来说比较恶劣,列车通过时会带来较大的震动,仪器可能会中止工作。隧道内列车正常运行时,人员不能进入,测试仪器出现问题也就不能及时取出,隧道壁面较粗糙,给热流传感器的固定带来影响,列车刹车时会产生瞬间热辐射,测试时需要区分出辐射换热量。同时,也有必要对同样测试条件下的两台热流计进行比较,检验仪器的可靠性、稳定性等。

    2　热流自记仪的结构及其布置

    RHLOG智能型热流自记仪主要由传感器和自记盒两部分组成。传感器采用中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所研制生产的WYP型板式硬测头,尺寸为110×55×2.5mm。自记部分由北京清华人工环境工程公司研制,尺寸为100×40×20mm,量程为±110W/m²。在测量前,自记盒通过微机串行口及专用软件进行启动,存储的测量结果也通过微机进行读取。

    实验地点是清华大学空调实验室楼顶平台。热流测头用黄油粘贴在平台表面上,如图1所示、涂沫黄油分为厚薄两种,测头上面分罩锡纸和不罩锡纸。安装锡纸罩时,锡纸与测头之间应留有空隙以便于空气流动。实验时间是1996年6月4日,当天天气比较晴朗。

    3　模拟实验的几个结果

    3.1　相同实验条件下热流自记仪测试结果的比较

    图2和图3为测头下黄油涂抹较薄、测头上面不加锡纸罩时两台热流自记仪的测试结果(时间坐标初值取为当日零时)。由图可知,两图中的曲线变化趋势几乎完全一样,细微差别可能是由仪器本身精度引起的。由于热流测头是现成的产品,其输出是毫伏数、自记盒只起到检测记录毫伏数的作用,因此可认为RHLOG智能型热流自记仪测得的热流量能比较准确地反映实际情况,结果是可信的。