Способ определения местных коэффициентов

 

Союз Советскит

Социалистичеснив

Республин

27I073

ОП ИГРАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено ОЗ.ХI.1964 (№ 961611/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 12.V.1970. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 12Л 111.1970

11,л. 421, 12/05

Комитет по селам изобретений и стнрытий

ЧПК G 011<

УДК 536.242(088.8) при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Н. Ф. Рагулин, Ю. Г. Швалев и С. М. Шестаев

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

ТЕПЛООТДАЧ И

Изобретение относится к области теплофизических .измерений.

Для экспериментального исследования местных коэффициентов теплоотдачи стационарным методом необходимо, например, измерять перепад температуры по толщине стенки модели.

В качестве модели можно принять пластины, одна поверхность которой омывается теплоносителем при а «ос, а со стороны другой 10 поверхности коэффициент теплоотдачи вт а1 — — 100 при турбулентном слое и м С вт а1 — — 20 при ламинарном слое, при толл20С щине стенки модели 6=3 лм перепад температуры по толщине стенки ХТ=Т,— Т, при ламинарном режиме обтекания составляет порядка 1 С, а при турбулентном режиме 5 С. 20

Такой перепад трудно регистрировать с достаточной точностью.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что измерительный элемент образуют в стенке модели с внутренней стороны пу- 25 тем выемки замкнутого канала:в ней и с оставлением перемычки со стороны ее наружной поверхности, изолируют измерительный элемент с внутренней стороны теплоизоляционной пластиной, измеряют температуру внут- 30 реннсй поверхности стенки модели и измерительного элемента, а искомый коэффициент теплоотдачи вычисляют по известным соот>ношениям.

Для точного изготовления ширины щелей

6 и толщины перемычек о1 фрезеруют стенку в двух направлениях, образуя элемент прямоугольного сечения. Щели заполняют плот ывт теплоизоляцпонным материалом. На термодатчике устанавливаются две термопары.

Спай одной термопары приваривается к внутренней поверхности элемента примерно в To÷ке пересечения его диагоналей, а спай второй термопары — к внутренней поверхности стенки модели.

Измеряют разность температур между элементом и внутренней поверхностью стенки

,Т = Т вЂ” Т, при станцпон арном режиме.

При этой разности определяют коэффициент теплоотдачи к наружной стенке а1.

Выражение для коэффициента теплоотдачп получаем из уравнения теплового баланса:

Q1=Q1 Q3+Q4%Q5 где Q1 — количество тепла, подводпмого к внешней поверхности элемента;

Q-» — количество тепла, излучаемого элементом;

271073

Iп (Тт — Т - ) — It> (Т„â€” Т ) т=

Л

1 тд

Составитель И. И. Дубсон

Тсхрсд 3. Н. Таранеико Коррекьор Н. А. Митрохина

Редактор М. Афанасьева

3 а к аз 2205г!6 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по дедам изобретении и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушскаи иаб., д. 4/5

Типографии, пр. СапуliOBB, 2

Q;; — количество тепла, отводимого от элемента через перемычки металла ба, Q4 — количество тепла, отводимого от эле° мента через щели баа, заполненные теплоизолятором;

Q.- — количество тепла, отводимого от элемента через диск из теплоизолятора.

Для заданных условий эксперимента можно построить графики а1 — — ЯХТ). Для термодатчика, например, с размерами элемента а=б ллг, 6,=0,8 мм, ба=2 лм и при коэффи86l циентах теплоотдачи ат —— 100 и иа — эоо ма=C регистрируемый температурный перепад составит порядка 10 С.

С помощью упомянутого измерительного элемента можно также проводить исследование местных коэффициентов теплоотдачи нестационарным методом. В этом случае термопарой регистрируется изменение темперагуры элемента во времени, и по темпу охлаждения или нагревания его определяется местный коэффициент теплоотдачи. Темп вычисляется по формуле: где Тг и Т вЂ” температура элемента в момент времени соответственно, тт и т, Т, — температура наружной среды.

Уравнение для коэффициента теплоотдачи имеет вид:

1 х = соггг,,и где тр — функция, характеризующая распределение температуры по толщине стенки модели, у — удельный вес материала модели, С вЂ” удельная теплоемкость материала мод ел,н, б — толщина ее стенки.

Измерение теплоотдачи в процессе опыта стационарным и естационарным методами целесообразно, например, при изучении влияния температуры поверхности:на переход ла5 минарного слоя в турбулентный тепловым методом или изучении влияния температурного фактора на теплоотдачу. Кроме того, применение термодатчиков на модели в этом случае позволяет измерять теплоотдачу двумя мето10 дами с целью получения наиболее достоверных данных.

Для измерения разности температур ХТ при стационарном режиме используется дифференциальная термопара со спаями а и в, при15 чем один спай а электрически изолируется от стенки модели тонким слоем лака, а спай в находится .под изоляционной пластиной. Для регистрации изменения температуры элемента

Во времени при нестационарном методе в ме20 сте спая в приваривается дополнительный термоэлекгрод,,который образует Ico вторым термоэлектродом термопару.

Предмет изобретения

Способ определения местных коэффициентов теплоотдачи путем выделения в стенке модели измерительного элемента с термопарой, измеряющей температуру во времени с

30 по ледующим вычислением искомой величины по известным соотношениям, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента теплоотдачи, а также с целью сохра нения однородности и чистоты на35 ружной поверхности стенки модели, измерительньш элемент образуют в стенке модели с ее внутренней стороны путем выемки замкнутого канала в ней и с оставлением перемычки со стороны ее наружной поверхности, изолиру40 ют измерительный элемент с внутренней стороны теплоизоляционной пластиной, измеряют температуру внугренней поверхности стенки модели,и измерительного элемента, а искомый коэффициент теплоотдачи:вычисляют по

45 известным соотношениям.