Способ определения локальных коэффициентов теплоотдачи тел сложной формы в газовом потоке

 

Изобретение относится к термометрии, предназначено для определения локальных коэффициентов теплоотдачи в газовых потоках объектов сложной формы и может быть использовано в энергетическом машиностроении, холодильной технике, электронной промышленности и др. Целью изобретения является повышение точности определения коэффициентов теплоотдачи за счет исключения поправок на естественный массоунос. Способ определения локальных коэффициентов теплоотдачи тел сложной формы в газовом потоке включает изготовление рабочей модели из сублимирующего вещества, продувку ее в потоке. Затем проводят измерение величины массоуноса, по которой вычисляют коэффициент теплоотдачи. К моменту завершения продувки рабочей модели изготавливают аналогичную по размерам и форме базовую модель из того же материала, измеряют профиль ее поверхности, который затем сравнивают с профилем одноименной поверхности рабочей модели, и по результатам сравнения судят о величине локального массоуноса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 0 О1 К 1 7!20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.с 1! с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21 ) 4256904/3) -1 О (22) 03.06.87 (46) 30.05.89. Бюл. 20 (72) Е.l1,Äûáàí, Н.И,Жила, В.Д.Мельник и Э.Я.Эпик (53) 536,6 (088,8) .(56) Спэрроу, О Брайен, Коэффициенты теплоотдачи на обращенной вниз-по потоку поверхности ступени при резком расширении трубы или наличии сужения на входе. — Теплоотдача,1980, т. 102, Р 3, с. 16-25.

Дыбин E.Ë., Эмик Э.А. Тепломассообмен и гидродинамика турбулизованных потоков . Киев: Наукова думка, 1985, с. 143-147. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАПЬНЬ1Х

КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ ТЕЛ СЛОЖНОЙ ФОРМЬ1 В ГАЗОВОМ ПОТОКЕ (57) Изобретение относится к термометрии, предназначено для определения локальных коэффициентов теплоот-, дачи s газовых потоках объектов сложИзобретение относится к термометрии, предназначено для определения локальных коэффициентов теплоотдачи н газовых потоках объектов сложной формы и может быть использовано в энергетическом машиностроении, холодильной технике, электронной промышленности и др.

Целью изобретения является повышение точности определения коэффициентов теплоотцачи за счет исключения поправок на естественный массоунос.

„„Я0„„1483291 А 1

2 ной формы и может быть использовано в энергетическом машиностроении, холодильной технике, электронной промышленности и др. Целью изобретения является повышение точности определения коэффициентов теплоотдачи за счет исключения поправок на естественный массоунос, Способ определения локальных коэффициентов теплоотдачи тел сложной формы в газовом потоке включает изготовление рабочей модели из сублимирующего вещества, продувку ее в потоке. Затем проводят измерение величины массоуноса, по которой вычисляют коэффициент теплоотдачи. К моменту завершения продувки рабочей модели изготавливают аналогичную по размерам и форме базовую модель из того же материала, измеряют профиль ее поверхности, который затем сравнивают с профилем одноименной поверхности рабочей модели, и по результатам сравнения судят о величине локального массоуноса.

Ж

В способе изготовление базовой модели к моменту завершения продувки обеспечивает одновременное начало процесса естественной сублимации рабочей и базовой моделей н одинаковых условиях окружающей среды, имеющих место при установке, закреплении мо- 1. делей и в процессе измерения профилей поверхностей. Следовательно, и у базовой модели, и у рабочей модели с одинаковой скоростью и н одинаковой степени происходит снижение началь—

1483291 ных контуров сублимирующих поверхностей, поэтому способ обеспечивает автамодельность процесса измерения профиля поверхности рабочего тела

5 после продува его газовым потоком в опытной установке относительно процесса естественной сублимации с той же поверхности рабочего тела в результате свободной конвекции за время 10 установки, закрепления и измерения профиля поверхности при непременном условии сравнения измеренных профилей одноименных поверхностей базовой и рабочей моделей. 15

Следовательно, в процессе измерения и последующего сравнения профилей одноименных поверхностей базовой ,и рабочей моделей исключается поправка на естественную сублимацию в ре- 20 зультате свободной конвекции за время установки, закрепления и измерения рабочей модели, что, как указывалось, позволяет повысить точность определения локальных коэффициентов теплоот- 25 дачи тел.

Способ реализован следующим образом.

С помощью технологии изобарического прессования в специальной матри- Зр це изготавливают рабочую модель прямоугольной призмы из нафталина размерами 10х12х2 5 мм. Затем модель устанавливают и закрепляют в опытной установке и продувают ее в,газовом потоке в течение 50-70 мин. Скорость газового потока при этом 3 м/с. К моменту завершения продувки рабочей модели изготавливают из нафталина в той же матрице с помощью технологии 40 изобарического прессования аналогичную базовую модель прямоугольной призмы. Демонтируют рабочую модель из опытной установки, устанавливают и закрепляют обе модели на координат- 45 ном столе профилографа модели 252 и с его помощью измеряют профили всех сублимировавших поверхностей обеих моделей.

Измерение профиля поверхностей

50 производят следующим образом, Измеряют профиль поверхности базовой модели, затем измеряют профиль одноименной поверхности рабочей модели.Сравнивают эти профили H по результатам., 55 сравнения судят о величине локально- " го массоуноса„ Далее по известным

Формулам опредеяяют локальные коэффициенты теплоотдачи вдоль измеренной поверхности ра б оч е и модели .

Затем измеряют профиль следующей поверхно"..ти базовой модели. После этого измеряют профиль одноименной ей поверхности рабочей модели.Сравнивают эти профили и по результатам сравнения судят о .величине локального массоуноса. Далее по известным формулам определяют локальные коэффициенты теплоотдачи вдоль измеренной поверхности рабочей модели и т.д. для всех сублимирующих поверхностей рабочей модели.

Сравнение профилей поверхностей базовой и рабочей моделей показало, что локальный массоунос в результате продува поверхностей рабочей модели в газовом потоке составил:

27 10 мм на тыльной стороне приз-5 мы: -25 10 мм на лобовой стороне призмы; -20 1 0 мм на боковых сторонах призмы; 20 10 на верхней поверхности призмы; 0 5 1 0 мм на нижней поверхности (основании) призмыь

Проведен эксперимент, суть которого в проверке точности определения локальных коэффициентов теплоотдачи при осуществлении способа.Проверкой точности служило сведение общего баланса массы, изготовленного изобарическим прессованием нафталиновых призм.

Размер призмы 10,051х12,049 х х 2,319 мм, Призму установили в .опытную установку, закрепили и продували газовым потоком в течение 50 мин. Локальный массоунос с призмы измерили по способу с помощью изготовленной базовой модели, которая позволила исключить естественный массоунос, обусловленный естественной конвекиией.

Общий укос массы призмы за время продува в "àçîâîì потоке опытной установки определили двумя независимыми путями: проводили численное интегрирование локального массоуноса по поверхности призмы (методом трапеций); общий унос массы определили как разность двух значений массы, полученных путем прямого. взвешивания приз- мы до и после продувки в опытной установке.

Результаты эксперимента показали, что точность сведения общего уноса массы призмы, измерение локальнбго ! массоуноса которой осуществлялось по способу, равна 37.

Повьппение точности определения локальных коэффициентов теплоотдачи тел сложной формы, обтекаемых газовым потоком, в частности элементов радиоэлектронных аппаратов (микросхем, транзисторов, диодов и т.п.), позволит обеспечить оптимальный выбор варианта конструкции и способа охлаждения РЭА с учетом таких показателей, как экономичность, надежность, вес, объем и др.

20

Составитель М,Исакаев

Техред М. Ходанич Корректор М,Васильева

Редактор М.Бандура

Заказ 28!7/38 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, РаушЛсая наб., д. 4/5

Производственно-издатеЛьский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1О1

5 1483

Измеренные обоими путями величины общего уноса массы для призмы соста-вйли соответственно 45,43 и 44,07 мг, т.е. согласовались с точностью 37.

291 6

Формулаизобретения

Способ определения локальных коэффициентов теплоотдачи тел сложной формы в газовом потоке, включающий продувку в потоке газа рабочей модели тела из сублимирующего вещества в потоке газа, измерение величины локального массоуноса, из которой вычисляют локальные коэффициенты теплоотдачи, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности за счет исключения поправок на естественный массоунос, одновременно с продувкой рабочей модели изготавливают базовую модель, аналогичную рабочей, совмещая времена окончания изготовления и продувки, после продувки одновременно измеряют профили поверхностей рабочей и базовой моделей и,по разности геометрических размеров этих моделей определяют искомый коэффициент.