ASTM E2683-09
埋め込み型温度勾配計を使用して熱流束を測定するための標準的な試験方法
- 規格番号
- ASTM E2683-09
- 制定年
- 2009
- 出版団体
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- 状態
- に置き換えられる
- ASTM E2683-17
- 最新版
- ASTM E2683-17
- 範囲
- この試験方法の目的は、表面位置への、または表面位置からの正味の熱流束を測定することです。 放射エネルギー成分の測定には、ゲージの表面コーティングの放射率または吸収率が必要です。 対流エネルギー成分を測定する場合、表面の潜在的な物理的および熱的混乱を最小限に抑え、特性を評価する必要があります。 必要なのは、ゲージの存在によって表面熱流束がどのように変化するかを考慮することです。 望ましい量は通常、ゲージが存在しない場合の表面位置での熱流束です。 温度制限は、ゲージの材質特性、検出素子の取り付け方法、リード線の取り付け方法によって決まります。 測定できる熱流束の範囲と時間応答は、ゲージの設計と構造の詳細によって制限されます。 1 kW/m2 から 10 MW/m2 以上までの測定は、電流計を使用して簡単に取得できます。 薄膜センサーでは 10 秒未満の応答時間が可能ですが、厚いセンサーでは 1 秒程度の応答時間がかかる場合があります。 必要なアプリケーションの範囲と時間応答に合わせてゲージのスタイルと特性を選択することが重要です。 示差熱電対センサーが一次元熱流束の指定どおりに、対応する時間応答制限内で動作する場合、電圧出力は熱流束に正比例します。 ただし、感度はゲージ温度の関数である可能性があります。 測定された熱流束は、ゲージの表面全体にわたる均一な熱流束を使用した 1 次元解析に基づいています。 対流熱流束の測定は、表面温度の乱れに特に敏感です。 熱伝達係数は表面温度の不均一性にも影響されるため、Moffat et al. が説明しているように、場所による小さな温度変化の影響はさらに増幅されます。 (2) とディラー (3)。 さらに、ゲージ表面積が小さいほど、表面温度の不均一性が熱伝達率に与える影響は大きくなります。 したがって、ゲージによって引き起こされる表面温度の乱れは、熱流束を引き起こす表面と環境の温度差よりもはるかに小さく保つ必要があります。 このため、センサーとセンサーが取り付けられる表面の間に良好な熱経路が必要です。 ゲージが水冷されていない場合は、システムのヒートシンクへの適切な熱経路が重要です。 ゲージは、周囲の材料と同等以上の実効熱伝導率を備えている必要があります。 また、穴にぴったりとフィットし、ゲージを表面に締め付ける方法によって、良好な物理的接触が保証される必要があります。 ゲージを表面材に締め付ける方法の例を図 2 に示します。 ゲージのハウジングにはフランジと、表面材にねじ込まれた別個の締め付けナットがあります。 ゲージが水冷の場合、プレートへの熱経路はそれほど重要ではありません。 ゲージへの熱伝達は、周囲のプレートではなくヒートシンクとして水に入ります。 その結果、ゲージとプレート間の熱抵抗が増加し、プレートから冷却水への熱伝達が妨げられる場合もあります。 残念ながら、これによりゲージと周囲の表面との間の熱の不一致が増大する可能性もあります。 図 2 は、プレートに取り付けられた熱流束ゲージを示しています。 ゲージの表面温度は Ts、周囲のプレートの表面温度は Tp です。 前述したように、ゲージとプレート間の温度差によっても、ゲージ全体の局所的な熱伝達係数が増加する可能性があります。 これにより、測定誤差が増幅されます。 したがって、適切に設計された熱流束ゲージは温度差を維持します……
ASTM E2683-09 規範的参照
- ASTM E511 コンスタンタンリングフォイル熱流量計を使用した熱流の標準試験方法
ASTM E2683-09 発売履歴
- 2017 ASTM E2683-17 埋め込み型温度計を使用して熱流束を測定するための標準的な試験方法
- 2009 ASTM E2683-09 埋め込み型温度勾配計を使用して熱流束を測定するための標準的な試験方法
