•йаыюмм'40 3963м. кл. g 01k 3/06удк 536.532(088.8)
4О3968 опиЕ
ИЗОБР
К АВТОРСКОМ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. св
Заявлено ОЗ.XI.1971 (М с присоединением заяв
Приоритет
Опубликовано 26.Х.19
Дата опубликования о
М. Кл. G Olk 3/06
Государственный комитет
Совета MMHNGTpOB СССР оо делам изооретвннй н открытий
УДК 536.532 (088.8) Авторы изобретения
П. А. Воронин, А. М. Давидсон и Г. А. Епутаев
Северо-Кавказский горнометаллургический институт
Заявитель
ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕПЛОВЫХ
ПРОЦЕССОВ ШАРОВЫХ TEJl, ОБОГРЕВАЕМЫХ РАВНОМЕРНО ПО ПОВЕРХНОСТИ
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для разработки необходимых режимов нагрева шаровых тел.
Известно физическое моделирование нестационарных тепловых процессов тел правильной геометрической формы, базирующееся на теории подобия и заключающееся в том, что исследование температурного поля образца производят с помощью модели той же формы, т. е. шар моделируют шаром, цилиндр — цилиндром, плоскую стенку — плитой и т. д.
Недостатками известного моделирования являются: значительная трудность, а в некоторых случаях невозможность осуществления условий подобия внешнего и внутренного теплообмена в их совокупности, в частности при внешнем теплообмене излучением, а также сложном изменении внешнего теплообмена; искажение температурного поля в теле модели в результате наличия отверстий для установки термопар по сечению тела.
Цель изобретения — обеспечение возможности исследования температурных полей при любых граничных условиях и любом законе изменения внешнего теплообмена во времени.
Это достигается тем, что модель для тепловых процессов шаровых тел, обогреваемых равномерно по поверхности, выполнена в виде конуса со сферическим основанием и теплоизолированной боковой поверхностью, по длине образующей которого установлены датчики температуры.
Возможность физического моделирования шара конуса, выполненным как указано выше, обусловлена идентичностью уравнений тепловых процессов в шаре и конусе со сферическим основанием.
Имея образец в форме шара с известными данными удельной теплоемкости, плотности, коэффициента теплопроводности, изготавливают модель в виде конуса со сферическим основанием. Материал и размеры модели определяют по масштабным коэффициентам, чтобы удовлетворялся индикатор подобия, 15 т,>,т т, — 1
m> mt где m„„m,,т,m>,èm,—
20 соответственно масштабы удельной теплоемкости, плотности, длины, коэффициента теплопроводности и времени.
Анализ масштабных коэффициентов показывает, что модель может быть выполнена как из материала, аналогично образцу, так и из любого другого материала. Кроме того, модель может иметь различные (удобные для исследований) геометрические размеры.
Изготовленную таким образом модель те3О плоизолируют по ее боковой поверхности, а на сферическом основании создают условия
403968
Предмет изобретения
Составитель В. Агапова
Техред 3. Тараненко
Корректор Е. Михеева
Редактор T. Иванова
Заказ 602/12 Изд. ¹ 221 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, jK-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, д. 2 теплообмена, идентичные внешнему теплообмену на образце.
Температура замеряется с помощью обычных термопар, которые через слои теплоизоляции устанавливают на поверхности модели без ее деформации по длине образующей конуса.
Физическая модель для нестационарных тепловых процессов шаровых тел, обогреваемых равномерно по поверхности, содержащая датчики температуры, например термопары, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности исследования температурных полей при любом законе изменения внешнего теплообмена во времени и любых граничных условиях, модель выполнена в виде конуса со сферическим основанием и теплоизолированной боковой поверхностью, по длине образующей которого установлены датчики температуры.
