Czujnik strumienia ciepła
Czujnik strumienia ciepła (ang. heat flux sensor) — przetwornik, który generuje sygnał elektryczny (napięcie) proporcjonalne do całkowitej szybkości przepływu ciepła przez powierzchnię czujnika. Strumień ciepła oblicza się na podstawie ilości ciepła przepływającego przez powierzchnię czujnika. Strumień ciepła może przyjmować różne formy: konwekcyjną, kondukcyjną oraz radiacyjną. Niektóre czujniki ciepła mogą być stosowane jednocześnie do pomiaru promieniowania oraz strumienia ciepła. W jednostkach SI strumień ciepła mierzony jest w watach, natomiast gęstość strumienia ciepła w watach na metr kwadratowy.
Zakres stosowania[edytuj | edytuj kod]
Czujnik strumienia ciepła posiada szerokie zastosowanie. Jednym z ważnych zastosowań jest badanie jakości izolacji cieplnej budynków, a także właściwości tekstyliów poprzez pomiar współczynnika przenikania ciepła[1] badanego obiektu. Ponadto, możliwe zastosowania obejmują: pomiar szybkości przepływu cieczy i gazów, pomiar temperatury metodami nieinwazyjnymi[2] i pomiar mocy promieniowania laserowego[3].
Zastosowanie w budownictwie
Codziennie ogromna ilość energii jest zużywana w celu ogrzewania i chłodzenia budynków. Większość budynków posiada zbyt słabą izolację, często niespełniającą nowoczesnych standardów[4]. W związku z tym, jednym z najważniejszych zastosowań czujnika strumienia ciepła jest monitorowanie jakości izolacji cieplnej budynków poprzez pomiar współczynnika przenikania ciepła[5].
W istocie, zgodnie z prawem przenikania ciepła gęstości strumienia ciepła[6] przepływającego przez powierzchni np. ściany budynku, jest wprost proporcjonalne do różnicy temperatury na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni obiektu (ściana). Ten współczynnik proporcjonalności nazywany jest współczynnikiem przenikania ciepła lub współczynnikiem U. W tym przypadku, im mniejsza wartość współczynnika przenikania ciepła, tym lepsza izolacja obiektu (na przykład ściany budynku)[7].
Zastosowanie w przemyśle włókienniczym
Wielkość strumienia ciepła jest również ważnym czynnikiem w projektowaniu odzieży dla sportowców, a także strażaków. Stosunek gęstości strumienia ciepła, jest mierzony za pomocą czujnika strumienia ciepła, zgodnie z procedurą opisaną powyżej[8]. Natomiast różnica temperatur na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni elementu odzieży. Te trzy wartości pozwalają na określenie współczynnika przenikania ciepła materiału tekstylnego, który jest niezbędny przy projektowaniu zestawów odzieży odpornej na ciepło[9].
Przypisy[edytuj | edytuj kod]
- ↑ Heat Transfer [online], hyperphysics.phy-astr.gsu.edu [dostęp 2016-06-28].
- ↑ Reto Niedermann i inni, Prediction of human core body temperature using non-invasive measurement methods, „International Journal of Biometeorology”, 1, 2014, s. 7–15, DOI: 10.1007/s00484-013-0687-2, ISSN 1432-1254, PMID: 23760405 [dostęp 2016-06-28].
- ↑ High-precision thermal sensors for laser power detection and heat flux measurements [online], www.waldytech.com [dostęp 2016-06-28].
- ↑ Damian Carrington, Britain's damp, leaky homes among Europe's most costly to heat, „the Guardian”, 29 listopada 2013 [dostęp 2016-06-28].
- ↑ U-Value Measurement instead of U-Value Calculation, „U-Value and Building Physics” [dostęp 2016-06-28] (niem.).
- ↑ Is heat flux density and heat flux the same thing? [online], physics.stackexchange.com [dostęp 2016-06-28].
- ↑ Heat flux sensors - Insulation measurement of a refrigerator. greenteg.com. [dostęp 2016-06-29]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-08-12)]. (ang.).
- ↑ Zeinab S. Abdel-Rehim, M. M. Saad, M. El-Shakankery, I. Hanafy: Textile Fabrics As Thermal Insulators. AUTEX Research Journal, Vol. 6, No 3, September 2006. s. 148-161. [dostęp 2016-06-29]. (ang.).
- ↑ Brian David Gagnon: Evaluation of New Test Methods for Fire Fighting Clothing. wpi.edu / Worcester Polytechnic Institute, 2000. [dostęp 2016-06-29]. (ang.).
Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]
- Artykuły naukowe na temat: heat flux sensor. scholar.google.pl. [dostęp 2016-06-29]. (ang.).