Способ определения коэффициента теплоотдачи в нестационарных потоках
Изобретение относится к области теплофизических измерений и позволяет повысить точность определения коэффициента теплоотдачи в нестационарных потоках. Способ включает измерение температуры потока газа, теплового потока от пленочного резистивного датчика, установленного заподлицо с поверхностью обогреваемой стенки и подключенного к термоанемометру постоянной температуры, измерение с помощью термопары квазистационарной температуры поверхности стенки в сечении, в котором расположен пленочный датчик, изменение нагрева пленки резистивного датчика до температуры, равной измеренной температуре поверхности стенки, и последующее вычисление по полученным данным мгновенных значений коэффициентов теплоотдачи от стенки к газу. Благодаря незначительному (20-50 К) перегреву резистивного датчика относительно газового потока устраняются тепловые пятна .на теплообменной поверхности. 2 ил. сл с
СОЮЗ СОВЕ СКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР 20ВЬ3 .)3И| ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4474137/10 (22) 22.06.88 (46) 07.12.91. Бюл. № 45 (71) Казанский авиационный институт им, А.Н.Туполева (72) В.К.Щукин, Е,А.Миронов, Д.Л,Кузнецов и Н.Н.Ковальногов (53) 536.6 (088.8) (56) Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена, М.: Энергия, 1964, с. 180-183. Филипповский Н,Ф, и др. Термоанемо-. метрические измерения пульсаций коэффициента теплоотдачи в псевдоожиженном слое, ИФЖ, 1980, т. 38, ¹ 1, с. 49 — 54, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ В НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПОТОКАХ (57) Изобретение относится к области теплофизических измерений и позволяет повыИзобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения коэффициентов теплоотдачи при нестационарном теплообмене. Цель изобретения — повышение точности определения коэффициента теплоотдачи. На фиг. 1 показан экспериментальный участок канала, в котором реализуется предлагаемый способ, общий вид; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1. В корпусе экспериментального участка 1, выполненного из материала с высокой теплопроводностью, вдоль образующей установлены пленочные резистивные датчики 2 „, SU „, 169б911 А1 сить точность определения коэффициента теплоотдачи в нестационарных потоках. Способ включает измерение температуры потока газа, теплового потока от пленочного реэистивного датчика, установленного эаподлицо с поверхностью обогреваемой стенки и подключенного к термоанемометру постоянной температуры, измерениэ с помощью термопары квазистационарной температуры поверхности стенки в сечении, в котором расположен пленочный датчик, изменение нагрева пленки резистивного датчика до температуры, равной измеренной температуре поверхности стенки, и последующее вычисление по полученным данным мгновенных значений коэффициентов теплоотдачи от стенки к газу. Благодаря незначительному (20 — 50 К) перегреву резистивного датчика относительно газового потока устраняются "тепловые пятна" .на теплообменной поверхности. 2 ил. теплового потока, закрепленные в корпусе. В каждом сечении экспериментального у«астка 1, в котором установлен датчик 2, на теплообменной поверхности заделана хромель-копелевая термопара 3, Термопарный провод продолжен каналке 4, заделанной эпоксидной смолой и выведен через сверления 5 в корпусе участка 1, Каждый пленочный датчик 2 теплового потока включен в плечо термоанемометра постоянной температуры. Перед экспериментом мост балансируют при температуре пленки датчика То, равной температуре окружающей среды, и фиксируют значение электрического сопротивления пленки датчика. В процессе эксперимента устанавли1696911 вают необходимый режим течения газа через экспериментальный участок 1 и обеспечивают нагрев корпуса участка 1. О достижении кваэистационарного режима теплообмена судят по стабилизации температуры тепло- 5 обменной поверхности участка 1. С помощью термопары 3 измеряют температуру поверхности обогреваемой стенки Т,;,, Вследствие тепловой инерции термопара не чувствительна к пульсациям температу- 10 ры на теплообменной поверхности и позволяет регистрировать среднюю по сечению температуру поверхности стенки. С помощью магазина сопротивлений устанавливают сопротивление R пленки датчика 2 15 теплового потока таким. чтобы соблюдалось условие о + 1o = — Тст а где Ro — сопротивление резистивной пленки при То, а — температурный коэффициент сопротивления для материала пленки. При этом обеспечивается нагрев датчика 2 до температуры Тпд, равной температуре теплообменной поверхности стенки в том же сечении, Перегрев реэистивного датчика относительно газового потока, необходимый для обеспечения работоспособности датчика, не превышает 50 К, что позволяет устранить образование "тепловые пятна" на обогреваемой стенке (теплообменной поверхности). Термоанемометр поддерживает температуру пленки датчика 2 постоянной вне зависимости от граничных условий обтекания. Тепловой поток, снимаемый с поверхности пленки датчика за счет конвекции, пропорционален напряжению U на клеммах датчика 2, что позволяет определить мгновенные тепловые потоки от стенки к газу. Зная площадь Fnn металлической пленки, ее температуру Т л, а также измерив температуру газа Тг, можно определить мгновенный коэффициент теплоотдачи а с поверхности,, пользуясь соотношением U 2 /я а= Формула изобретения Способ определения коэффициента теплоотдачи s нестационарных потоках, включающий измерение температуры потока газа в канале и теплового потока в сечении канала с помощью пленочного резистивного датчика, установленного заподлицо с поверхностью его стенки, с последующим оп редел ен ием по измерен ным значениям искомого коэффициента теплоотдачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, перед измерением теплового потока термопарой измеряют квазистационарную температуру поверхности стенки канала в сечении, в котором расположен пленочный рвзистивный датчик, и затем изменяют нагрев последнего до достижения им температуры, равной измеренной температуре стенки. 1бо6911 Г / УЬг / Ф-д Составитель Н.Соловьева Редактор Г.Наджарян Техред М.Моргентал Корректор Н.Король Заказ 4298 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
