Устройство для определения конвективного коэффициента теплоотдачи

 

Изобретение относится к теплофизике и позволяет повысить точность определения коэффициента теплоотдачи за счет создания оптимального соотношения температурных напоров в точках закрепления термоэлектродов . Элемент оребрения в виде ребер, штырей выполнен из термоэлектрического материала, теплопроводность которого Л выбрана из соотношения, приведенного в описании изобретения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 К 17/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

).=(0,25 — 0,63)u г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4681863/10 (22) 31.03.89 (46) 15.05.91. Бюл. № 18 (72) Б. П. Базелев, Л. П. Грабой, В. И. Ефремов и Н. К. Ленская (53) 536.6 (088.8) (56) Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена, М.—

Л.: Энергия, 1964, с. 151 — 155.

Керн Д., Краус А. Развитые поверхности теплообмена. М.: Энергия, 1977, с. 221.

Изобретение относится к экспериментальной теплофизике, а именно к устройствам для экспериментального определения конвективного коэффициента теплоотдачи элементов оребрения различной формы (ребер, штырей, стержней, проволок и др.) ..

Цель изобретения — повышение точности определения коэффициента теплоотдачи путем создания оптимального соотношения температурных напоров на концах элемента оребрения, в точках закрепления термоэлектродов.

На чертеже представлена схема устройства для определения конвективного коэффициента теплоотдачи.

Устройство представляет собой модель оребрения в виде элемента 1 оребрения (штыри, ребра, стерж ни, проволока и др.) из термоэлектрического материала. На элемеьг 1 оребрения вблизи основания 2 и ь- противоположном от основания конце

:мента закреплены термоэлектроды 3 и 4, изготовленные из материала, противоположного материалу элемента оребрения по термоэлектрическому потенциалу и образующие с ним спаи термопар. На боковой

„„Я0„„1 649309 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНВЕКТИВ НОГО КОЭФФИЦИЕНТА

ТЕПЛООТДАЧИ ,57) Изобретение относится к теплофизике и позволяет повысить точность определения коэффициента теплоотдачи за счет создания оптимального соотношения температурных напоров в точках закрепления термоэлектродов. Элемент оребрения в виде ребер, штырей выполнен из термоэлектр :÷åñêîãî материала, теплопроводность которого ). выбрана из соотношения, приведенного в описании изобретения. 1 ил. поверхности элемента 1 закреплен электрод

5 из однородного с ним материала. Термоэлектроды 6 и 7 выполнены из однородного с элементом 1 оребрения материала и образуют совместно со свободными концами термоэлектродов 3 и 4 спаи термопар. Микровольтметр 8 соединен с электродом 5 и с помощью переключателя 9 поочередно подключен к свободным концам термоэлектродов 6 и 7, образуя электроизмерительную схему. С ее помощью измеряют термо-ЭДС и соответственно температурные напоры между элементом 1 вблизи его основания и потоком воздуха и между противоположным концом элемента

1 и потоком воздуха Vp.

В предлагаемом устройстве применяют материал элемента 1 оребрения, обеспечивающий определение коэффициента теплоотдачи с минимально возможной погрешностью, при этом теплопроводность материала элемента оребрения Х удовлетворяет соотношению

1649309 где l расстояние между точками крепления термоэлектродов;

r i= f/и — гидравлический радиус элемента оребрения; а — предварительно задаваемый коэффициент теплоотдачи;

f, и — соответственно площадь и периметр поперечного сечения элемента оребрения.

Погрешность определения коэффициента теплоотдачи обусловлена погрешностями измерения величин Х, f, и, l u Arch

2 М е

Наибольший вклад вносит погрешность определения величины Arch . Из графика

Ve относительнои среднеквадратическои по2 К грешности определения величины Arch е при У,=consl, имеющего явно выраженный минимум, можно выделить область, характеризующуюся диапазоном значений (Vi/

/Ve)=1,9 — 3,7, в которой коэффициент теплоотдачи может быть определен с наименьшей погрешностью.

С учетом диапазона значений (V /ф)опт выбирают материал элемента оребрения, обеспечивающий определение коэффициента теплоотдачи с наибольшей точностью, при этом теплопроводность этого материала долж на соответствовать выражению (I ) .

По уравнениям подобия, описывающим теплоотдачу тел различной формы, ориентировочно оценивают диапазон значений коэффициента теплоотдачи, в котором может находиться определяемое значение конвективного коэффициента теплоотдачи исследуемого оребрения.

При проведении измерения элемент 1 оребрения размещают на основании 2, которое в свою очередь устанавливают на нагреватель 10. Подают электропитание на нагреватель 10 и устанавливают необходимый расход воздуха в измерительном

20 канале 11. После наступления стационарного режима измеряют величины термо-ЭДС, соответствующие температурным напорам V и Vl, подключая микровольтметр 8 с помощью переключателя 9 поочередно к термоэлектродам 6 и 7. По измеренным величинам определяют коэффициент и теплоотдачи оребрения г (2)

" (/+т=,1 fl

Устройство позволяет определять коэффициент теплоотдачи с погрешностью, не превышающей 3 — 5%, в результате использования вместо реального объекта оребрения его модели, в которой элемент оребрения выполнен из термоэлектрического материала с теплопроводностью Хн, выбранной из диапазона значений, удовлетворяющих соотношению (I ). Формула изобретения

Устройство для определения конвективного коэффициента теплоотдачи, содержащее модель оребрения в виде основания с размещенным на нем элементом ореб5 рения, в котором у основания и на его противоположном конце, закреплены термоэлектроды термопар, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, в нем элемент оребрения выполнен из

3Q материала, теплопроводность которого выбрана из соотношения

Х= (0,25 — 0,63) а — — — —, ((-г)

lI где ",= f/и — гидравлический радиус эле35 мента оребрения;

l — расстояние между точками закрепления термоэлектродов термопар;

a — предварительно задаваемый конвективный коэффициент теплоотдачи;

f., и — соответственно площадь и периметр поперечного сечения элемента оребрения.!

649309

Составитель В. Гусева

Редактор С. Лисина Текред А. Кравчук Корректор Н. Король

Заказ 1514 Тираж 389 П Од и и с н ос

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГК11Т (.С(.Р

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент». г. Ужгород, ул. Гагарин i. 101