Способ определения теплопроводности и характеристик теплообмена

 

Изобретение относится к области тепловых испытаний, а именно к опре делению теплофизических характеристик ,я характеристик теплообмена конструк ций и их элементов. Пель - упрощение испытаний и повьшение точности определения . Способ определения Теплопроводности и характеристик теплообмена с тепловоспринимающей средой конструкции в виде пластины с источником тепла, равномерно распределенным внутри нее по плоскости, параллельной поверхности пластины, состоит в том, что задают постоянную мощность источника тепла, измеряют температуру поверхности пластины, контактирующей с тепловоспринимающей средой, температуру и мощность источника тепла и определяют искомые величины с использованием электротепловой аналогии . Для достижения цели температуру поверхности, контактирующей с тепловоспринимающей средой, уравнивают с температурой этой среды путем выбора мощности источника нагрева, на основании чего рассчитывают искомые величины. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН, „„SU„„1377696 A 1 (50 4 0 01 И 25/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4070210/31-25 (22) 26 ° 03.86 (46) 29.02.88. Бюл.й 8 (» ) Латвийская сельскохозяйственная академия (72) Я.О.Фридрихсон (53) 536.2(088 8) (56) Методы определения теплопроводности и температуропроводности,/Под ред. А.В.Лыкова. — М.: Энергия, 1973, с.156-157.

Фридрихсон Я.О. Определение теплофизических параметров электрообогреваемой среды. — Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1984 °

У .4 ° с.42-43. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОД НОСТИ И ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛООБМЕНА (57) Изобретение относится к области тепловых испытаний, а именно к опре делению теплофизических характеристик и характеристик теплообмена конструк ций и их элементов. Цель — упрощение испытаний и повыщение точности определения. Способ определения теплопроводности и характеристик теплообмена . с тепловоспринимающей средой конструкции в виде пластины с источником тепла, равномерно распределенным внутри нее по плоскости, параллельной поверхности пластины, состоит в том, что задают постоянную мощность источника тепла, измеряют температуру поверхности пластины, контактирующей с тепловоспринимающей средой, температуру и мощность источника тепла и определяют искомые величины с ис-, пользованием электротепловой аналогии. Для достижения цели температуру поверхности, контактирующей с тепловоспринимающей средой, уравнивают с температурой этой среды путем выбора мощности источника нагрева, на основании чего рассчитывают искомые величины. 1 ил.

1377696

15

50 .С = С /Сц., = Р/(Ы,C,), р — (—,—,-)1n(R/r) . . 2Г1 L

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к области опре-. деления теплофизических характеристик и характеристик теплообмена конструкций и их элементов.

Цель изобретения — упрощение испытаний и повьппение точности определения.

Пример. Теплопроводность и коэффициент теплоотдачи определили для электрообогреваемой панели пола животноводческого помещения толщиной 100 мм, глубиной укладки нагревательного провода 50 мм, шагом между нагревательными проводами

40 мм, длиной нагревательного провода

L = 21 м. Для обогрева панели применяли провод марки ПОСХВ.

Измерения для определения теплопроводности проводили в такой последовательности: непосредственно над поверхностью панели ртутным термометром измеряли температуру воздуха (Т = 19,9 С); электронным термометром поверхностей ЭТП-1 измеряли температуру поверхности панели при отсутствии обогрева (Т = 17,5 С); панель подключали к источнику электропитания с пониженным по отношению к номинальному напряжением и нагревали до стационарного температурного состояния с последующим измерением температуры на ее поверхности Т:д, если значение Т „ отличалось от тем1 пературы воздуха Т, изменяли напряжение по достижении равенства Т „ =

=Т.

В эксперименте напряжение, обеспечивающее это равенство температур, 10,6 В, а потребная мощность, измеренная ватметром электромагнитной ,системы, Р = 36 Вт.

Используя эти и исходные данные определяли температуру поверхности нагревательных проводов T » -=

= 20,36 С и удельный на метр провода тепловой поток Я = 1,714 Вт/м. Температуру Т ц рассчитывали по .формуле

U 1" 1

Т = (— — — - — +20) Ит P p р, где P U, — .мощность и напряжение электропитания средьц

L,F, з — длина, сечение, справочное значение температурного коэффициента элект5 росопротивления нагревательного провода; р, — удельное электрическое сопротивление нагревательного провода при с

20 C-, и . R - справочное значение теплопроводности, и внешний, радиус изоляционной оболочки нагревательного провода.

Расчет искомых характеристик осуществляли посредством электротепловой аналогии.

На чертеже показана электрическая модель, имитирующая элемент конструкции.

На чертеже обозначены медные электроды 1.,2,3 для подачи на модели потенциалов Uä ., U „ U„„ имитирующих температуры теплообменной поверх-, ности Т„, нагревательного провода

Т„, и поверхности, не участвующей в исследуемом теплообмене Т„„, электропроводная бумага 4, микроам30 перметры 5, 8 контролирующие токи, имитирующие удельные тепловые потоки, электронный вольтметр 6, блок 7 питания и измерений.

При использовании электрической модели исходят из того, что разность потенциалов U „т — U пропорциональна разности температур Т „ — Т „, мас» штаб подобия температуры С задается произвольно. Изменением потенциала

40 на электроде варьируют разность по тенциалов (U „, — U„„), так, чтобы микроамперметр 5, имитирующий направленный вверх тепловой поток, показывал нулевое значение. При этом зна45 чение электрического тока 1 по микроамперметру 8 пропорционально мощности

Ц, что позволяет вычислить масштаб подобия теплового потока Са. Масштаб подобия теплового сопротивления теплопроводность материала пластины рассчитывается по формуле где — удельное сопротивление электропроводной бумаги модели.

При испытаниях по определению .коэффициента теплоотдачи источник

1377696 тепла подключают к источнику электропитания с номинальным напряжением, В стационарном состоянии регистрируют новые значения характерных температур. Значения величин, относящиеся к . ,5 этой стадии эксперимента обозначены штрихом у буквенных символов величин. Выполняется условие Т» > Т

1 т на электроды д 10 разность йотенциалов в соответствии с соотношением а на электроды 2-4 — варьируемую раз-15 ностью потенциалов

I путем изменения 0„„ до тех пор, пока микроамперметр 8 не покажет значе20 ние I, удовлетворяющее вышенайденному масштабу подобия теплового потока.

I = (Р /L)/Ñ,„. (Здесь Р . — новое значение измеренной 25 потребкбй электрической мощности.

В свою очередь величину вверх от, нагревательного провода направленного теплового потока, определяют так:

q„ = c,x,, ЗО где I „ - показание микроамперметра 5.

Коэффициент теплоотдачи рассчитывают по формуле = (С,,)/(Т „, — T,) S>, 35 где S — шаг между нагревательными проводами.

Упрощение испытаний по. сравнению .с известными способами состоит в исключении монтажа измерителя температуры внутри испытываемой конструк» ции на заданном расстоянии от источника тепла. Повышение точности достигается за счет неразрушающего способа испытания (без внедрения в конструкцию измерителей температуры) и за счет более совершенной процедуры электромоделирования — без подвижного электрода на электрической модели.

Способ предназначен для тепловых испытаний и получения теплотехнических характеристик электрообогреваемых полов и защитных грунтов в строительстве и сельском хозяйстве.

Формула изобретения

Способ определения теплопроводности и характеристик теплообмена с тепловоспринимающей средой конструкции в виде пластины с источником тепла, равномерно распределенным внутри нее по плоскости параллельной поверхности пластины, состоящий в том, что задают постоянную мощность источника тепла, измеряют температуру поверхности пластины, контакти(рующей с тепловоспринимающей средой, температуру и мощность источника теп.ла и определяют искомые величины с использованием электротепловой аналогии, отличающийся тем, что, с целью упрощения испытаний и повышения точности определения, температуру поверхности, контактирующей с тепловоспринимающей средой, уравнивают с температурой этой среды путем выбора мощности источника на-,. грева, на основании чего рассчиты.вают искомые величины.

1377696

Составитель В Вертоградский

Редактор М.Товтин Техред A.Êðàí÷óê Корректор Q.Пожо

Заказ 863/38 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4