Способ определения коэффициента конвективной теплоотдачи

 

Сущность изобретения: на поверхность модели со слоем основного сублимирующегося вещества, контрастного по цвету материалу модели, последовательно наносят равномерные по толщине слои дополнительных сублимирующихся веществ цвета, отличного от цвета сублимирующегося вещества примыкающих слоев. Модель обдувают потоком газа до появления границ раздела между каждой парой всех смежных слоев из сублимирующихся вещества и слоя из основного сублимирующегося вещества и поверхностью модели. По границам раздела определяют поверхностное распределение коэффициента теплоотдачи. 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 K 17/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4680103/10 (22) 15.03.89 (46) 23,04.93. Бюл. М 15 (71) МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) С.Н.Караваев (56) Nuclear Engineering, 1966р.1 i, N. 123, р.

596-599.

Авторское свидетельство СССР

% -1506302, кл. 6 01 К 17/20, 1987. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА КОНБЕКТИВНОЙ ТЕПЛООТДАЧИ (57) Сущность изобретения: на поверхность модели со слоем основного сублимирующеИзобретение относится к теплофиэическим измерениям, в частности к определению коэффициента конвективной теплоотдачи при аналоговом моделировании, и может быть использовано для оценки поверхностного распределения коэффициента теплоотдачи.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа за счет определения неравномерного поверхностного распределения коэффициента, конвективной теплоотдачи.

На фиг. 1 показана схема стенда для реализации предложенного способа; на фиг. 2-элемент модели с нанесенным на ее поверхность слоем основного и двумя слоями дополнительных сублимирующихся веществ.

Стенд для определения коэффициента конвективной теплоотдачи содержит устройство для прокачивания газа (на фиг. не показано) и кожух 1, в котором установлена,, Я2„„1810832 А1 гося вещества, контрастного по цвету материалу модели, последовательно наносят равномерные по толщине слои дополнительных сублимирующихся веществ цвета, отличного от цвета сублимирующегося вещества примыкающих слоев, Модель обдувают потоком газа до появления границ раздела между каждой парой всех смежныи слоев иэ сублимирующихся вещества и слоя из основного сублимирующегося вещества и поверхностью модели. По границам раздела определяют поверхностное распределение коэффициента теплоотдачи. 2 ил. 1 табл. модель 2 рабочего элемента. Модель 2 и редставляет собой корпус 3 (фиг, 2), неподвижно закрепленный в кожухе 1, и нанесенные на поверхность корпуса 3 слой 4 основного С сублимирующегося вещества — rn и слои 5 и 6 дополнительных сублимирующихся веществ jf-ro и (l-1)-го соответственно, т.е. для случая I 2). еииЪ

Стенд содержит блок контрольно-изме- Оъ рительной аппаратуры (на фиг. 1 не, пока- д ..зан).

Способ, реализуется следующим образом.

М

Изготавливается модель 2, геометрически подобная оригиналу, таким образом, чтобы поверхность, для которой определяется коаффиииеит теллоотдаии, била еиполнена из сублимирующихся веществ. д

Общая толщина слоев определяется условиeM: + $(I 1) «« где L — характерный размер.

1810832

10 веществом и поверхностью. модели, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения

20 где S, S(«) и Sп — толщина 1-ro и (I-1)-го дополнительных и основного сублимирующихся веществ; р, р() и р — плотности

30 I-ro и(1-I)-ro дополнительных и основного . сублимирующихся веществ; . й, R ) и Rm — газовая постоянная пара

1-го (Н)-ro дополнительных и основного суб-; лимирующихся веществ;

35 Р, РФ " и Р— давление насыщенного пара I-ro и (I- !)-го дополнительных и основного сублимирующихся веществ;

I — количество слоев дополнительных сублимирующихся веществ а при обдуве

40 осуществляют фиксирование границ раздела между каждой парой всех смежных слоев из сублимирующегося вещества, по которым определяют распределение коэффициента конвективной теплоотдачи.

45 2; Способ поп. 1, отл ича ющийс я тем, что, с целью упрощения изгоТовления модели, сублимирующиеся вещества дополнительно выбирают из условия

TI < Т" «i <. Tm

50 где Т, N(и Т вЂ” температура плавления сублимирующихся веществ, соответственно

Но и (Н)-го дополнительных и основного.

Значение толщины слоя обусловлено условиями эксперимента. Обычно оно выбирается в пределах 1-3 мм, Затем модель 2 устанавливается в кожух 1 и с помощью устройства для прокачивания газа производится ее обдув. При этом моделируются динамические характеристики газового потока, то есть обеспечивается требование

Re = Idem для условий оригинала и модели (R-критерий подобия Рейнольдса), Вследствие сублимации толщина внешнего слоя 5 дополнительного сублимирующегося вещества уменьшается, причем в 1 местах наиболее интенсивной массоотдачи для модели 2 (теплоотдачи -для оригинала) до ее нулевого значения. Здесь начинается сублимация следующего слоя 6 дополнительного сублимирующегося вещества.

Поскольку цвет примыкающих слоев 5 и

6 дополнительных сублимирующихся веществ различен, то граница из раздела является видимой и может фиксироваться через определенные интервалы времени. 2

Граница раздела представляет собой изоклину коэффициента массоотдачи для модели 2 (или теплоотдачи для оригинала).

По значениям толщины слоя сублимировавшегося вещества. времени сублимации, температуре газа и сублимирующихся веществ и их характеристикам значения коэффициента теплоотдачи и получают его поверхностное распределение.

Способ реализуют при 280-320 К.

В таблице приведен вариант выбора сублимирующихся веществ для определения аномальных зон распределения коэффициента теплоотдачи (20.-30 раз) для случая I = 2 при одинаковой толщине каждого слоя (цвет поверхности модели — черный).

При I t в обычных уСловиях в качестве основного сублимирующегося вещества мо.гут быть выбраны треххлористая сурьма или треххлористый галлий, а в качестве дополнительного сублимирующегося вещества— иод.

Таким образом, получение поверхнстного изображения изоклин коэффициентов теплоотдачи и возможность определения ( его числовых значений позволяют расширить функциональные возможности способа.

Формула изобретения

1. Способ определения коэффициента конвективной теплоотдачи, заключающийся в обдуве потоком газа модели с нанесенным на ее поверхность слоем основного сублимирующегося вещества, цветоконтрастнаго по отношению к материалу модели и равномерного по толщине, до появления границы раздела между сублимирующимся функциональных воэможностей за счет onределения неравномерного поверхностного распределения коэффициента конвективной теплоотдачи, перед обдувом на слой основного сублимирующегося вещества наносят равномерные по толщине слои дополнительных сублимирующихся веществ цвета, отличного от цвета сублимирующегося вещества прилегающих слоев, которые выбирают из условия

S «Р Р„

S p Rm/Р о, 1810832

Составитель С,Караваев

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор Г,Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1443 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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