Способ определения коэффициента конвективной теплоотдачи

 

Изобретение касается теплофизических измерений , в частности, определения коэффициента теплоотдачи при аналоговом моделировании, и может быть использовано для оперативной оценки поверхностного распределения коэффициента теплоотдачи. Цель изобретения - упрощение определения коэффициента теплоотдачи. Для этого твердую поверхность выполняют белой. На нее наносят слой сублимирующего вещества, равномерный по толщине. Сублимирующее вещество выбирают цвето-контрастным. При обдуве поверхности рабочего элемента потоком газа сравнивают поверхностное цветовое распределение слоя сублимирующего вещества с тарировочной шкалой. По результатам сравнения определяют локальные значения коэффициента теплоотдачи. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 К 17/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРМТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4200388/31-10 (22) 04, 01.87 (46) 07,09.89. Бюл, В 33 (71) МВТУ им. Н.Э,Баумана (72) С.Н,Караваев (53) 536.24,083(088.8) (56) Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник./Под ред. В.А.Григорьева и В.M.Çîðèíà, M. Энергоатомиздат, 1982, с. 427428, Патент США В 4382700, кл. G 01 К 13/00, 1983, (54) CJIOCOE ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

КОНВЕКТИВНОИ ТЕПЛООТДАЧИ (57) Изобретение касается теплофизических измерений, в частности определения коэффициента теплоотдачн

Изобретение относится к теплофизическим измерениям, в частности к определению коэффициента теплоотдачи при аналоговом моделировании, и может быть использовано для оперативной оценки поверхностного распределения коэффициента теплоотдачи.

Целью изобретения является упрощение определения коэффициента теплоотдачи.

На фиг,l представлена схема экспериментальной установки; на фиг,2— модель для определения коэффициента теплоотдачи.

Экспериментальная установка содержит устройство 1 для генерирования струи газа, размещенное на станине 2, основание 3, на котором установлена модель 4, Основание 3 усЛ0„„ 1506302 А 1

2 при аналоговом моделировании, и может быть испольэовно для оперативной оценки поверхностного распределения коэффициента теплоотдачи, Цель изобретения — упрощение определення коэффициента теплоотдачи. Для этого твердую поверхность выполняют белой. На нее наносят слой сублимирующегося вещества, равномерный по толщине. Сублимирующееся вещество выбирают цве» токонтрастным. При обдуве поверхности рабочего элемента потоком газа сравнивают поверхностное цветовое распределение слоя сублимирующегося вещества с тарировочной шкалой, По результатам сравнения определяют локальные значения коэффициента тепло° отдачи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, тановлено на станине 2 с помощью стойки 5. Модель 4 состоит из цилиндрического корпуса 6 с буртиком

7, В корпусе 6 выполнено по меньшей мере по одному отверстию для заливки сублимирующегося вещества и для выхода воздуха и размещен слой 8 сублимирующегося вещества. Для закрепления модели 4 на основании 3 ее корпус 6 снабжен хвостовиком 9, Способ реализуется следующим образом, На твердую поверхность корпуса 6 наносят слой 8 сублимирующегося вещества. Для этого корпус 6 модели 4 устанавливают на твердую гладкую поверхность (например, стекло) буртиками 7 вниз. Сублимирующееся вещество нагревают вьппе температуры его

1506302 нии. иод.

3 плавления и через отверстие в корпусе

6 производят его заливку, в результате чего образуется слой 8. После заливки нсе отнврстия целесообразно заполнить несублимируюшимся веществом, например парафином, Корпус 6 (или по меньшей мере его внутренняя торцовая поверхность) выполняется белым, Сублимируюшееся вещество выбирают цвето- 10 контрастным. В качестве сублимирующегося вещества для модели 4 может быть использован иод.

Изготовленную модель 4 крепят на .основании 3 и обдувают в течение фик- 15 сированного времени струей газа, которая генерируется устройством 1, Вследствие сублимации толщина слоя 8 уменьшается, при этом изменяются локальные значения оптической плотности 20 слоя 8. В зависимости от значения оптической плотности слоя 8 изменяется и цветовая насьпценность, что фиксируется либо визуально, либо с помощью дешифратора цветового тона и на- 25 сьпценности. Затем производят сравнение полученного поверхностного распределения насьпценности с соответствующей тарироночной шкалой, н результате чего определяют локальные значе- 30 ния коэффициента теплоотдачи, Толщина слоя сублимирующегося не— щестна выбирается так, чтобы ее уменьшение до нуля не оказывало существенного влияния на геометрию модели, На практике начальная толщина слоя выбирается н пределах 0,21,8 мм.

Время обдува определяется из условия . 40

Nu = Sh(Pr/Sc) (1-P /P ), где Nu — критерий Нуссельта;

Sh — критерий Шервуда;

Pt — критерий Прандтля; Sc — критерий Шмидта;

P — парциальное давление насыS щенного пара вещества при температуре эксперимента;

P — давление газа в потоке;

Ф и — показатель степени н крите50 риальном уравнении, занисящий от режима течения, Время эксперимента:

tR49 ZT (D/а)" (1-P /P, ) /(D р, Ь„„ ), 55 где t — фиксированное время обдуна;

R — газовая постоянная для сублимирукшегося вещества; теплопронодность газа> р — плотность с.ублимирующегося вещества;

Z — начальная толщина сублимирующегося вещества;

Т вЂ” температура поверхности сублнмирующегося вещества и омывающего ее газа;

D — коэффициент диффузии; а — коэффициент температуропроводности газа;

h„„„, — максимальное значение коэффициента теплоотдачи (величина Ь„„„, может быть определена визуально).

При увеличении времени обдуна до значения большего, чем величина предельной для поверхностного распределения коэффициента теплоотдачи будет иэоклина h „„;-const.

Исключение операций определения скорости сублимации и плотности паров, а также непосредственная визуализация позволяют существенно упростить определение коэффициента теплоотдачи при аналоговом моделироваФ о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ определения коэффициента конвектинной теплоотдачи между твердой поверхностью рабочего элемента и газообразным теплоносителем методом аналогового моделирования, заключающийся в изготовлении модели рабочего элемента путем нанесения на ее твердую поверхность слоя сублимирующегося вещества, последующем ее обдуве и фиксации параметров сублимации, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, по меньшей мере часть поверхности модели выполняют белого цвета, слой сублимирующегося вещества наносят равномерььпч по толщине, при этом сублимирующееся вещество выбирают цветоконтрастным, а после обдува модели определяют коэффициент теплоотдачи путем сравнения полученного поверхностного распределения цветовой насыщенности с предварительно изготовленной тарировочной шкалой, 2, Способ по п. 1, о т. л и ч а ющ и fi с я тем, что в качестве сублимирующегося вещества используют

1506302

ФЮ1

Составитель В.Ярыч

Редактор И,Горная Техред A,Кравчук Корректор 3,Лончакова

Заказ 5420/43 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдатепьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101