Wärmeflussmessung
Die Messung des Wärmeflusses kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden.
- Messung anhand der Temperaturdifferenz . Ein allgemein bekanntes, aber häufig unpraktisches Verfahren wird durchgeführt, indem eine Temperaturdifferenz über einem Materialstück mit bekannter Wärmeleitfähigkeit gemessen wird . Diese Methode setzt voraus, dass die Wärmeleitfähigkeit des Materials bekannt ist. Diese Methode ist analog zu einer Standardmethode zum Messen eines elektrischen Stroms, bei der der Spannungsabfall über einen bekannten Widerstand gemessen wird.
- Messung anhand des Wärmestromsensors . Der Wärmestrom kann direkt über Wärmestromsensoren oder Wärmestromwandler gemessen werden . Der gebräuchlichste Typ eines Wärmestromsensors ist eine Differenztemperatur-Thermosäule, die im Wesentlichen nach dem gleichen Prinzip wie die erste Messmethode arbeitet. Ein Wärmestromsensor sollte die lokale Wärmestromdichte in einer Richtung messen. Das Ergebnis wird in Watt pro Quadratmeter angegeben. Diese Messung hat den Vorteil, dass die Wärmeleitfähigkeit kein bekannter Parameter sein muss.
Wärmestromdichte – Wärmestrom
Die Wärmeübertragungsrate pro Flächeneinheit senkrecht zur Wärmeübertragungsrichtung wird als Wärmefluss bezeichnet . Manchmal wird es auch als Wärmestromdichte bezeichnet . In SI – Einheiten sind seine Watt pro Quadratmeter (Wm -2 ). Es hat sowohl eine Richtung als auch eine Größe und ist somit eine Vektorgröße. Der durchschnittliche Wärmestrom wird ausgedrückt als:
wobei A die Wärmeübertragungsfläche ist. Die Einheit des Wärmeflusses in englischen Einheiten ist Btu / h · ft 2 . Beachten Sie, dass der Wärmefluss mit der Zeit und der Position auf einer Oberfläche variieren kann.
In Kernreaktoren ist die Begrenzung des lokalen Wärmeflusses für die Reaktorsicherheit von höchster Bedeutung. Da Kernbrennstoffe aus Brennstäben bestehen, wird der Wärmefluss dort in Einheiten von W / cm (lokaler linearer Wärmefluss) oder kW / Stab (Leistung pro Brennstab) definiert.
