Как найти разницу между температурами

Определение годовой амплитуды является кропотливым трудом и делится на аналитический и статистический (сборный) учёт.

Первое, что вы должны сделать — это ежедневно с 00:00 часов и так каждые три часа, а именно:

• 00:00
• 03:00
• 06:00
• 09:00
• 12:00
• 15:00
• 18:00
• 21:00

Т.е. 8 раз в сутки измеряете температуру по прибору и записываете её.

Почему 8 раз? Это как бы принято везде, меньше плохо получится, так как пропустите падение и повышение.

Есть и второй вариант, если прибор позволяет, так надо найти в течении 24 часов самую высокую и самую низкую.

Ну или из первого варианта, из 8 температур выбрать две.

Тут не путайте со средней температурой, надо составить именно амплитуду, а не среднюю.

Теперь между высокой и низкой надо найти «расстояние», т.е. разницу.

Вот эта разница и будет амплитудой (по суточной).

Собираете все посуточные в течении месяца и смотрите самую высокую и самую низкую, разница является амплитудой (по месячной)

Также ищите из 12 месяцев максимальную и минимальную — разница будет амплитудой годовой.

И не путайте вычисление амплитуды с вычислением средне- суточной, месячной, годовой.

Годовая амплитуда в мире самая маленькая в некоторых местах экватора составляет 2-3 градуса

А самая большая в Антарктиде — 60 градусов.

Средняя арифметическая разность температур. (Arithmetic Mean Temperature Difference — AMTD), Средняя логарифмическая разность температур (Logarithmic Mean Temperature Difference — LMTD или DT_LM).

Средняя арифметическая разность температур и средняя логарифмическая разность температур используется для оценки теплообмена, при процессе конвекционной теплопередачи.

Средняя разность температур.

Средняя разность температур в процессе передачи тепла зависит от направления потока жидкости, включенного в процесс. Главная и второстепенная жидкости в процессе теплопередачи могут

• протекать в одном направлении — параллельный поток или сонаправленные потоки

• в разных направлениях — противоположнонаправленные потоки

• или перпендикулярные друг другу — перекрестный поток.

Если в первичном контуре рабочее тело — насыщенный пар, то первичная температура может считаться постоянной, т.к процесс теплопередачи идет как результат изменения агрегатного состояния. Температурная кривая первичного потока не зависит от направления потока.

Средняя логарифмическая разность температур (Logarithmic Mean Temperature Difference — LMTD или DT_LM).

Изменение температуры рабочей среды во вторичном контуре — нелинейно. Именно поэтому её лучше представить в логарифмическом виде:

LMTD = (dt_o — dt_i) / ln(dt_o / dt_i)         (1)

где

LMTD = Средняя логарифмическая разность температур (^oF, ^oC)

dt_i = t_pi — t_si = разница входящих температур первичного и вторичного контура. (inlet primary и secondary) (^oF, ^oC)

dt_o = t_po — t_so = разница выходящих температур первичного и вторичного контура. (outlet primary и secondary) (^oF, ^oC)

Средняя логарифмическая разность температур всегда меньше средней арифметической разности температур.

Средняя арифметическая разность температур. (Arithmetic Mean Temperature Difference — AMTD)

Более простой, но менее точный способ вычислить разницу температур.

AMTD выражается как:

AMTD = (t_pi + t_po) / 2 — (t_si + t_so) / 2         (2)

где

AMTD = Средняя арифметическая разность температур (^oF, ^oC)

t_pi = входная температура первичного контура (inlet primary) (^oF, ^oC)

t_po = выходная температура первичного контура (outlet primary) (^oF, ^oC)

t_si = входная температура вторичного контура (inlet secondary) (^oF, ^oC)

t_so = выходная температура вторичного контура (outlet secondary) (^oF, ^oC)

Средняя арифметическая разность температур даст удовлетворительное приближения для средней разности температур, когда наименьшая из разниц входящей и выходищей температур будет больше чем половина наибольшей разницы входящей и выходящей температур.

Когда тепло передается как результат изменения фазового состояния (конденсация или испарение), температура первичного и вторичного контура остается постоянной.

t_p1 = t_p2

или

t_s1 = t_s2

Калькулятор средних арифметических и логарифмических разниц температур

Калькулятор ниже используется для вычисления средних арифметических и логарифмических разниц температур в противоположных и параллельных потоках.

Пример — Средняя арифметическая и логарифмическая разница температур, Горячая вода нагревает воздух

Горячая вода температурой 80 ^oC нагревает воздух с 0 ^oC до 20 ^oC в параллельном потоке теплообмена. Вода покидает теплообменник при температуре 60 ^oC.

Средняя арифметическая разница температур вычисляется:

AMTD = ((80 ^oC) + (60 ^oC)) / 2 — ((0 ^oC) + (20 ^oC)) / 2

    = 60 ^oC

Средняя логарифмическая разница температур вычисляется:

LMTD = ((60 ^oC) — (20 ^oC)) — ((80 ^oC) — (0 ^oC))) / ln(((60 ^oC) — (20 ^oC)) / ((80 ^oC) — (0 ^oC)))

    = 57.7 ^oC

График логарифмической разницы температур

Thermodynamics is the field of physics concerned with temperature, heat and, ultimately, energy transfers. Although the laws of thermodynamics can be a little tricky to follow, the first law of thermodynamics is a simple relationship between the work done, heat added, and the change in internal energy of a substance. If you have to calculate a change in temperature, it’s either a simple process of subtracting the old temperature from the new one, or it may involve the first law, the amount of energy added as heat, and the specific heat capacity of the substance in question.

What’s the Difference Between Heat and Temperature?

The key bit of background you need for a temperature calculation is the difference between heat and temperature. The temperature of a substance is something you are familiar with from everyday life. It’s the quantity you measure with a thermometer. You also know that the boiling points and melting points of substances depend on their temperature. In reality, temperature is a measure of the internal energy a substance has, but that information isn’t important for working out the change in temperature.

Heat is a bit different. This is a term for the transfer of energy through thermal radiation. The first law of thermodynamics says that the change in energy equals the sum of the heat added and the work done. In other words, you can give more energy to something by warming it up (transferring heat to it) or by physically moving or stirring it (doing work on it).

Simple Change in Temperature Calculations

The simplest temperature calculation you may have to do involves working out the difference between a starting and finishing temperature. This is easy. You subtract the final temperature from the starting temperature to find the difference. So if something starts at 50 degrees Celsius and finishes at 75 degrees C, then the change in temperature is 75 degrees C – 50 degrees C = 25 degrees C. For decreases in temperature, the result is negative.

The biggest challenge for this type of calculation occurs when you need to do a temperature conversion. Both temperatures must be either Fahrenheit or Celsius. If you have one of each, convert one of them. To switch from Fahrenheit to Celsius, subtract 32 from the amount in Fahrenheit, multiply the result by 5, and then divide it by 9. To convert from Celsius to Fahrenheit, first multiply the amount by 9, then divide it by 5, and finally add 32 to the result. Alternatively, just use an online calculator.

Calculating Temperature Change From Heat Transfer

If you’re doing a more complicated problem involving heat transfer, calculating the change in temperature is more difficult. The formula you need is:

Change in temperature = Q / cm

Where Q is the heat added, c is the specific heat capacity of the substance, and m is the mass of the substance you’re heating up. The heat is given in joules (J), the specific heat capacity is an amount in joules per kilogram (or gram) °C, and the mass is in kilograms (kg) or grams (g). Water has a specific heat capacity of just under 4.2 J/g °C, so if you’re raising the temperature of 100 g of water using 4,200 J of heat, you get:

Change in temperature = 4200 J ÷ (4.2 J/g °C × 100 g) = 10 °C

The water increases in temperature by 10 degrees C. The only thing you need to remember is that you have to use consistent units for mass. If you have a specific heat capacity in J/g °C, then you need the mass of the substance in grams. If you have it in J/kg °C, then you need the mass of the substance in kilograms.