Устройство для измерения нестационарных тепловых потоков к модели

 

О П И С А Н И Е („,523

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистические

Республик

l (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 02.01. 75 (21) 209 1 774/23 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (51)M. Кл.

G 01 М 9/ОО

Гооудерстеенный комитет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 1с} ло делам нзаоретений и открытий (53 ) Ул К 62 9. 7. . 018 (088.8) Дата опубликования описания 19.05.80 (72) Автор изобретения

Л. А. Плешакова (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ

ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ К МОДЕЛИ

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может использоваться при определении распределения локальных пиков тепловых потоков.

Известны устройства для измерения несTBIlHoHàðíûx тепловых потоков к модели, содержащие теплопоглощающий элемент из.термоэлектродного сплава, являющийся частью стенки модели, и однопроводные термопары, присоединенные к внутренней

1о поверхности элемента.

Однако в таких устройствах при измерении нестапионарных тепловых потоков, характеризующихся значительной неравномерностью, форма и высота их пиков иска I5 жаются из-за погрешностей, обусловленных взаимовлиянием между термопарами через теплопоглощающий элемент.

Целью изобретения является повышение точности измерения локальных пиков распределения тепловых потоков.

Это достигается введением шунта, прикрепленного к внутренней поверхности теплопоглощающего эп ем ен т а вдоль линии р асполсьжения термопар и выполненного из м атер иал а термоэп ектр ич ес ки подобного материалу теплопоглощающего элемента, а на противоположной стороне шунта закрепляется коллектор, выполненный из высокоэлектропроводного материала, например меди.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — разрез А-А фиг. I.

Устройство содержит модель 1, заподлипо с поверхностью которой расположен теплопоглощающий элемент 2, выполненный из термоэлектродного материала, например хромеля. К внутренней поверхности теплопоглощающего элемента 2 в исследуемом сечении присоединены развальиованные на конде и калиброванные по длине и ширине термоэлектродные провода 3, образующие в местах присоединения термопары 4, а вдоль всей линии расположения термопар присоединен шунт

5, имеющий, например, форму уголка и во избежание возникновения паразитной термической ЭДС выполненный из мате.—

523570 риапа термоэпектр ич ески lrolro6Bol"o м атериалу теплопоглощающего элемента 2.

Параплепьно псспеднему и на расстоянии от него, превып1ающем глубину термодиффузии, к шунту 5 по всей его длине прикреплен.колпектор 6, выполненный в форме пластины из высокоэлектропроводного металла, например меди. К коллектору 6, в свою очередь, присоединен общий эпектpOll 7. 1О

Устройство работает следующим образом Ф

Тепловой поток q, воздействующий на модель 1, воспринимается теппопогпощающим элементом 2 и изменяет его темпера- 15 туру Т Я ), которая в точках присоединения проводов 3 преобразуется термопарами 4 в электрические сигналы. Определение локапьного теплового потока производится по формуле 20 где С, /, д - соответственно удельная теплоемкость, плотность и толщина теплопогпощающег о зп ем ента 2 „ (. - вр емя.

B том спучае, когда теппопогпощающий зпемент 2 является общшг термоэлектродом и обладает большим эпектрическим сопротивлением, например, вследствие малой толщины, в цеггях термопар 4 наряду с полезными сигналами возникают сигналы обратного знака, искажающие картину распредепения тепловых потоков на модели 1. Эти сигнапы обусловлены взаимовлиянием между термопарами 4 через теплопоглощающий элемент 2. Пг,я равномерного ослабления этих сигналов в цепях всех термопар 4 путем уменьшения сопротивления теплопогаощающ его элемента 2 к нему вдоль линии расположения термопар 4 присоединен шунт 5, по всей длине которого параллельно теплопогпощаюпгему элементу 2 прикреплен коллектор 6. Вывод эпектрического сигнапа термопар 4 в измерительную цепь осуществляется с помощью проводов 3 и общего электрода 7, подсоединенного к коллектору 6. Чтобы температура коллектора 6, являющегося одновременно общим холодным спаем термопар 4, не изменялась в процессе измерений, ширина шунта 5 должна превосходить глубину термодиффузии в него. Гпубина термодиффузии в шунт 5 опредепяется расчетным путем и при изменении температуры коллектора 6, составляющем 0,17о от температуры теплопоглощающего элемента

2, е= бПт

Π— температуропроводность мат ер иана ш унт а 5:, — время измерения.

Ц где

Формула изобр етения

Устройство дпя измерения нестационарных тепловых потоков к модели, содержащее теплопоглощающий элемент из термозлектродного сплава, являющийся час тью стенки модели, и однопроводные термопары, присоединенные к внутренней гговерхности элемента, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения локальных пиков распределения тепловых потоков, в него введен шунт, прикрепленный к внутренней поверхности теплопоглощающего элемента вдопь пинии распопожения термопар и выполненный из материала термозлектрически подобного материалу теплопогпощающего элемента, а на пРотивоположной ст роне шунта закреплен коллектор, выполненный из высокоэлектропроводного материала, например меди.

523570

Составитель А Хлупнов

Редактор Г. Месропова Техред А. Шепанская Корректор С. Шекмар

Заказ 2.1 8 5/6 1 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4