Нагрев теплового макета при известном притоке энергии

Теплоёмкость связывает прирост внутренней энергии с изменением температуры объекта. Тепловой макет с большой массой реагирует на краткое изменение медленнее воздуха. Это различие важно, когда датчик должен воспроизводить заданное окружение или имитатор содержимого, а не температуру воздуха как таковую.

Пространственное и временное наблюдение температуры

Карта камеры отвечает на вопрос, насколько разные точки отличаются в один момент. Журнал одного регистратора показывает развитие условий во времени. Для картирования несколько приборов необходимо синхронизировать и одинаково описать их положение. Для оценки отдельного отклонения важны длительность, шаг записи и возможные пропуски данных.

Расчётная модель

В испытательной ёмкости находится 1 кг воды с принятой теплоёмкостью 4180 Дж/(кг·К). После теплопритока изменение температуры оценивают по балансу энергии без испарения и теплообмена с окружением.

Входная величина x — Подведённая энергия, кДж.

y = x × 1 000 / 4 180

Результат y — Повышение температуры, К.

Подстановка для одного случая

Возьмём второе условие таблицы. При x = 4,18 выражение принимает вид 4,18 × 1 000 / 4 180. После вычисления получаем y ≈ 1. В соседних строках меняется только входная величина.

Подведённая энергия, кДж	Повышение температуры, К	Изменение y к первой строке
2,09	0,5	0
4,18	1	+0,5
8,36	2	+1,5
12,54	3	+2,5

График. Повышение температуры, К в зависимости от Подведённая энергия, кДж. Значения приведены в таблице. — Точки соответствуют строкам таблицы. Пунктир соединяет рассмотренные условия.

Как проверить вывод

Разместите два регистратора одновременно: один в воздухе, другой в известном тепловом макете. Разность их переходных процессов помогает интерпретировать быстрый воздушный скачок.

Граница применимости

Воздух шкафа и массивный образец имеют разную тепловую инерцию. Одинаковое место датчика не означает одинаковую скорость изменения температуры.

Воздух, контейнер и имитатор содержимого имеют разную тепловую инерцию. При быстром изменении условий их показания закономерно расходятся. Поэтому данные связывают с типом датчика, его окружением, расположением и событиями, например открытием двери. По одной арифметической сводке нельзя установить пригодность содержимого для использования.

Проверьте себя

При каком из приведённых входных значений получится 1 по столбцу «Повышение температуры, К»?

Показать разбор

Подстановка в выражение даёт 4,18 × 1 000 / 4 180 ≈ 1. Входное значение — 4,18.

Оборудование и характеристики

Медицинские холодильники в каталоге ИНФОМЕД. Ниже приведены примеры исполнений и сведения из их карточек. Значения учебного опыта заданы отдельно.

Оборудование	Параметр карточки	Описание исполнения
Фармацевтический холодильник POZIS ХФ-140-1	Температура	от +2 до +15 °C
Фармацевтический холодильник POZIS ХФ-140-1	Точность поддержания температуры	±2 °C
Медицинские сейфы-холодильники ВЭСТ — базовые модели	Точность поддержания температуры	1 °C
Медицинские сейфы-холодильники ВЭСТ — базовые модели	ВЭСТ-3-20У: класс III	объём не менее 10 л; масса не более 170 кг
Холодильник для крови POZIS ХК-250-1	Температура	от +2 до +6 °C
Холодильник для крови POZIS ХК-250-1	Точность поддержания температуры	±2 °C

Фармацевтический холодильник POZIS ХФ-400-4

ХФ-400-4 сочетает объём 400 л с металлической дверью и БУ-М01. При выборе это решение связывают с необходимостью вести журнал большого рабочего запаса. Запись параметров полезна для рассмотрения событий, которые невозможно оценить по одному текущему показанию.

Карточка оборудования ИНФОМЕД