熱滯係數

溫度表在與被測介質接觸後,如果兩者溫度不同,就要產生熱量交換,以逐漸趨於熱平衡狀態。但是進行熱量交換,建立熱平衡需要一定的時間,這就是說,溫度表不是瞬間即可取得被測介質的溫度,它需要有一段感應時間,因此,溫度表反映出介質的溫度變化,總是落後於介質溫度的實際變化,溫度表的這種性質稱為熱慣性或熱滯現象,由此引起的誤差稱為熱慣性誤差或熱滯誤差。熱滯係數是反映溫度表感應介質溫度的速度的參數。

基本介紹

  • 中文名:熱滯係數
  • 外文名:Thermal hysteresis coefficient
  • 釋義:反映溫度表感應介質溫度的速度
  • 影響因素:熱容量、散熱面積
  • 單位:秒
  • 熱交換係數:環境介質、通風量
簡介,熱滯係數公式,影響因素,注意事項,

簡介

溫度表在與被測介質接觸後,如果兩者溫度不同,就要產生熱量交換,以逐漸趨於熱平衡狀態。但是進行熱量交換,建立熱平衡需要一定的時間,這就是說,溫度表不是瞬間即可取得被測介質的溫度,它需要有一段感應時間,因此,溫度表反映出介質的溫度變化,總是落後於介質溫度的實際變化,溫度表的這種性質稱為熱慣性或熱滯現象,由此引起的誤差稱為熱慣性誤差或熱滯誤差。熱滯係數是反映溫度表感應介質溫度的速度的參數。

熱滯係數公式

元件在dτ時間內與四周介質交換的熱量為:
式中,T與θ分別為元件和環境溫度,S為測溫元件的有效散熱面積,h為熱交換係數。
元件得到(或失去)熱量dQ後,增溫(或降溫)dT,則:
Cp為比熱,M為元件的質量,合併上述兩式,可得:
;
則:
式中,σ稱為熱滯係數,單位為秒。元件的熱容量越大,散熱面積越小,熱滯係數則越大。熱交換係數的大小取決於環境介質的性質以及它的通風量。

影響因素

熱滯係數值大小與測溫元件的質量M,元件的比熱容C,熱交換係數h,元件的有效表面積S有關。熱滯係數λ=MC/hS,元件的熱容MC越小,有效面積S越大,熱交換係數h越大,則熱滯係數λ越小,相應地,元件的回響越快。

注意事項

實際氣溫變化是很複雜的,不是簡單的周期變化,其中往往包含著各種短周期的脈動變化。這種複雜的溫度變化可先用傅氏級數表示,再求解。也可將任一次溫度起伏變化近似地看作正弦變化,再作定性的分析。
由於儀器的熱滯現象,使得高頻率的溫度振動不能被反映出來,這就是說測溫儀器具有自動平均能力,且測溫元件的熱滯係數愈大,其自動平均能力也愈強。

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