Способ измерения коэффициента теплоотдачи в объектах

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ В ОБЪЕКТАХ, включающий нагрев или охлаящение объекта, измерение в направлении теплового потока температу{х поверхности объекта и температуры окружающей среды, определение разности этих температур и определение по ее величине ко;9ф|фициента теплоотдачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в направлении теплового потока измеряют тем-: пературу объекта в дополнительной контрольной точке объ(екта и, измерив расстояние от нее до точки, расположенной на поверхности объекта, определяют термическое сопротивление слоя материала, заключенного между этими точкгши, определяют разность температур в этих точках и по величине термического сопротивления слоя материала и отношению разности температур в дополнительной точке и точке на поверхности объекта к разности температур поверхности и окружающей ее среды определяют коэффициент теплоотдачи oi по формуле Л Т М ci (Л .где R - термическое сопротивление слоя материгша объекта меядду дополс нительн.ой точкой и точкой, располо ,женной,на поверхности объекта, разность температур между этими точками объекта, лТс - разность температур поверхности объекта и окружающей среды. ел о:)

СОКИ СОВЕТСКИХ

СЭ,ИЦМЮ

РЕСПУБЛИК,SU„„1056016 А

МЮ П 01 И 25 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OlHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИЩ:ТЯЛЬСТВУ лтм

° (M

- Матс.(?1) 3399815/18" 25 (22) 19. 02. 82 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) Б.A.Èèëîâèäîâ и И. Г.Зат Ьруйко (71) Павлодарский индустриальный институт (53) 536 ° 24 (088. 8) (56) 1. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. М., " Энергия", 1975, с. 168-169 °

2. Новиков И.П., Вознесенский К.Д.

Прикладная термодинамика и теплопередача. М., Госатомиздат, 1961, с.440-442 (прототип).

" (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФЙЦИЕН

TA ТЕПЖЮТДАЧИ В OBbEKTAX, включающий нагрев или охлаждение объекта, измерение в направлении теплового. . потока температуры поверхности объекта и температУры окружающей среды, определение разности этих температур и определение по ее величине коэф фициента теплоотдачи, о т а и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в направлении теплового потока-измеряют тем-I пературу объекта в дополнительной контрольной точке объекта и, измерив расстояние от нее до точки, расположенной на поверхности объекта, определяют термическое сопротивление слоя материала, заключенного между этими точками, определяют разность температур в этих точках и по величине термического сопротивления слоя материала и отношению разности температур в дополнительной точке и точке. на поверхности объекта к разности температур поверхности и окружающей ее среды определяют коэффициент теплоотдачи о(по формуле.где R - -термическое сопротивление слоя материала объекта между дополнительной точкой и точкой, располо-, женной..на поверхности объекта, ЬТ - разность температур между Я этими точками объекта, йТс - разность температур поверхности объекта и окружающей среды.

1056016

Нзобретение относится к теплотехническим измерениям, а точнее к измерению коэффициента теплоотдачи, и мажет быть использовано при теплотехнических испытаниях и наладке тепловых процессов в различных облас- 5 тях техники.

Иэвестен способ экспериментального определения коэффициента теплоотдачи, при котором измеряют величину плотности теплового потока при нагре- 10 ве или охЛаждении объекта и разность температур в направлении теплового потока поверхности объекта и окружающей ее среды, участвующей в теплообмене, по измеренным параметрам судят

1о величине коэффициента теплоотдачи E1)..

Недостатком способа. является сЛожность реализации при определении местных коэффициентов теплоотдачи, заключающаяся .н трудности.определения,плотностистеплоного потока применительно к данной точке по,верхности, что снижает точность.

При нестационарных тепловых процессах эти затруднения увеличива.ются и погрешность возрастает.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ для измерения коэффициента теплоотдачи в объектах, включающий нагрев или охлаждение объекта, измерение в направлении теплового потока температуры поверхности объек. та и температуры окружающей среды, определение разности этих темпера- 35 тур и .определение по ее величине кс эффициента теплоотдачи Г2 ).

Недостатком этого способа является необходимость расчетных операций и усреднения значений плотности теп- 40 лового потока, наличие значительных .методических погрешностей измерений.

Реализация способа отличается сложностью и дает удовлетворительные результаты при услОвии поддержания постоянства на исследуемом участке поверхности объекта величины плотности теплового потока или величины температуры поверхности. При измерениях в условиях нестационарного теплового процесса способ усложняется, à по-. грешности возрастают.

Целью изобретения является повы..шение точности.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу измерения коэффициента теплоотдачи в объектах1 включающему нагрев или охлажденйе объекта, измерение в направлении теплового потока температуры поверхности объекта и температуры окружа- 60 ющей его среды, определение разности этих температур и определение по ее величине коэффициента теплоотдачи, в направлении теплового потока . измеряют температуру объекта в доГ м — 4т м я э где я,м — плотность теплового потока, передаваемого теплопронодностью, Л вЂ” коэффициент теплопронодности материала объекта

5 — расстояние между контрольными точками, толшина слоя, 4Т„, — разность температур в слое, а со стороны окружающей среды передается коннекциеи

,с-"<4Tc

Я вЂ” плотность теплового потока, переносимого конвекцией, где полнительной контрольной точке объен та и, измерив расстояние от нее до точки, расположенной на поверхности объекта, определяют термическое сопротивление слоя материала, заключенного между этими точками, опреде- . ляют разность температур в этих точках и по величине термического сопротивления слоя .материала и отношению разности температур в дополнительной точке и точке на поверхности объекта к разности температур поверхности и окружающей ее среды определяют коэффициент теплоотдачи по

Формуле . д т м

М з—

Рьт где Р— термическое сопротивление слоя материала объекта между дополнительной точкой и точкой, расположенной на поверхности объекта.

4тм — разность температур между этими точками объекта, ДТ вЂ” разность температур поверхности объекта и окружающей среды.

Принципиальное отличие предлагаемого способа заключается в том, что вместо операции измерения теплового потока и определения его величины н контрольных точках используется измерение двух разностей температур и определение неличины их отношения, что позволяет исключить расчетные операции и авто-. матизировать измерение коэффициента тецлоотдачи.

Сущность изобретения поясняется тем, что на границе раздела поверхности объекта и омывакщей его окружающей среды н любой выбранной точке действует одно и то же мгновенное значение величины плотности теплового потока, который- со стороны материала объекта передается теплопронодностью и определяется как

1056016

3 ф - коэффициент теплоотдачи, или прямо к любому известному вторича — разность температур по- .ному прибору, выполняющему- функцию с

Ьерхности: объекта и окру- делителя, например компенсатору, жа адей среди. или потенциометру, работающему в

На границе раздела существуют гранич- режиме компенсатора. ные условия третьего рода и ф =, 5 Величину коэффициента пропорциотогда нальности 1JR вводят подредСтвом Т .. дТ задатчика 9, которЫМ при необходим(м „ ». Л м мости изменить материал кли его тс . . > c. толщину 9 вносят корректировку в

Величина 3/9 = /Р определения зара- 10 измерения, нее известна до измерений и является Использование предлагаемого спопостоянной, коэффициентом пропорцио- соба по сравнению с известным познanüíîñòè измерений. волило исключить необходимость опНа -чертеже показана крийцкпиальная ределенкя теплового потока и поддерсхема реализации способа при кзмере- . 5 жания постоянства его величины или нии коэффициента теплоотдачи плоской постоянства температуры поверхности стенки толцкной 6 са стороны одной объекта, а также дало возможность из поверхностей. -:. . . .. . исключить расчетные-операции, автоВ плоскости .поперечного сечения матизировать измерения и получать стенки 2 в направлении;:совпадающем- 20 результаты.с высокой скоростью, снис направлением теллового потока ф, . .зив трудоемкость, в особенйости при устанавливают датчики температуры, определении коэффициентов теплоотнапримар, термопары в следующих кок- . дачи в. йестациднарных тепловых протрольных точках точке 3 на поверх-, цессах. ности 1 объекта, в точке 4.на выбран- . По результатам экспериментальных

:ном расстоянии от поверхности, равном данных точность измерений в предла25 толщине 5. стенки объекта, и.в точке . гаемом способе повышается по срав-.

5 для Измерения температуры окружаю» : нению с иэвестньы более чем на 30%. щей среди, движущейся параллельно, . Исключение необходимости опредеповерхности объекта. Для.исключения, ленки теплового потока позволило влияния лучистой составляющей уста-.. 30 расширить диапазон работы, так как навливают экран 6. Холодные.слои тер- способ может быть использован как мопар.термостатируют в объеме 7." ; для определения местных, так и сред Концы термопар для измерения разнрс- . них коэффициентов теплоотдачи, а тей температур в контрольных точках . также для измерения конвективной и присоединяют к делителю 8 сигнала, 35 лучистой составляющих теплоотдачи.

ВНИИПИ Заказ 9290/34 Тираж 873 Подписное

Филиал, ППП "Патент", .;г.Ужгород,ул.Проектная,4