Преобразователь теплового потока

 

5+$ уО.чилам,я п С (Союэ Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.04.76 (21) 2351552/18-10 с присоединением заявки Я )23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 0 l К 17/06

Гасударстввнный квинтет

СССР но делам нзобретеннй н открытой

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (53) УДК 536.532 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. А. Ануфриев, Л. К. Крыжко, Э. Н. Журенкина и В. П. Сахаров (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в экспериментальной аэродинамике.

Известен датчик для определения удельного теплового потока к поверхности модели, испытываемой в импульсной аэродинамической трубе, содержащий калориметрический диск, снабженный с внутренней стороны термопарой, электрические выводы которой выполнены с помощью коаксиального кабеля (1). Для уменьшения тепловых потерь диск вклеен в нейлоновую втулку, а термопара изготовлена из метариалов с низкой теплопроводностью.

Однако наличие теплоотвода в нейлоновую втулку и в провода термопары снижает точность определения теплового потока.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь теплового потока при кратковременных процессах, содержащий основной калориметр с теплоизоляционной втулкой, термопару и охранную теплопроводную зону I2).

Но наличие теплоотвода в провода термопар снижает точность определения теплового потока.

Цель изобретения — повышение точности определения удельного теплового потока при кратковременных процессах за счет уменьшения теплоотвода в провода термопар.

Цель достигается тем, что в преобразователе охранная теплопроводная зона содержит набор идентичных калориметров, выполненных из материала основного калориметра, размещенных вокруг него по окружности, разделенных теплоизоляционными слоями

-между собой и основным калориметром и соединенных двумя термоэлектродами термо-—

15 пары с основным калориметром и между собой попарно по внутренней стороне, причем точки соединения электродов с основным калориметром и калориметрами охранной зоны расположены вблизи теплоизоляционных

20 разделительных слоев, а тепловые контактьг выводов термоэлектродов расположены в середине каждого калориметра охранной зоны.

Кроме того,калорингетры охранной зоны выполнены в виде дисков, равных по толщине, и диаметру.

661275

На фиг. 1 показан преобразователь теплового потока; на фиг. 2 — сечение А- — А.

Преобразователь теплового потока содержит калориметр 1, отделенный теплоизоляционным слоем 2 от охранной теплопроводной зоны, выполненной составной из материала калориметра 1 в виде набора эквивалентных дисков — калориметров 3, равных по толщине и диаметру. Охранные диски— калориметры 3 теплоизолированы друг от друга и расположены симметрично относительно центрального калориметра 1.

К внутренней стороне калориметра 1 вблизи теплоизоляционного слоя 2 в симметричных точках приварены электроды 4 термопары, например, хромель-константановой, котор11е образуют с металлом калориметра две термопары 5, суммарная тер710-эдс которых при условии равенства температур в месте горячих спаев обусловлена температурой спаев и выбором материала термоэлектродов и не зависит от материала калориметра I. Электроды 4 тсрмо пары последовательно приварены к охранным калориметрам 3, причем тепловые койтакты термоэлектродов расположены в охранных калориметрах также вблизи тепло"изолированных разделительных слоев 2 в симметричных точках относительно централь ного калориметра 1. Выводы 6 электродов 4 термопары имеют тепловой контакт в середине охранных калориметров 3. Калориметр

1 с охранными калориметрами 3 и теплоизо-лирующими спаями вклеен в теплоизоляциопную втулку 7.

При воздействии теплового потока на преобразователь калориметр 1 и охранные калориметры 3 прогреваются благодаря теплоотводу от охранных калориметров в материал теплоизоляционной втулки 7 до разных температур, но при этом температура калориметра 1 и охранных калориметров вблизи тонких теплоизоляционных слоев 2 будет практически одинакова. Так как термоспаи термопары расположены в калоримет ре 1 в точках с одинаковой температурой, а тепловые контакты электродов термопары расположены в охранных калориметрах в точках, где температура близка к температуре- термоспаев; а последующие тепловые контакты электродов аналогично располо жены в охранных калориметрах 3 на одном и том же расстоянии от центрального калориметра 1, исключая выводы 6, то это обеспечивает почти пблнбе отсутствие теплоотвода в перемычках между центральным кало риметром 1 и охранными калориметрами.

Теплоотвод от термоспаев в этом случае незначителен и определяегся только конвективным теплообменом малых участков перемычек, находящихся 110 поверхности калори метров, с воздупIHой средой внутренней полости п1)собр11зоватслЯ.

Измеряя изменение температуры 1Т за время Ь 1, в центральном калориметре 1 с

IIoMoLIlI,Io тсрмлпары при известной массе

m калориметра 1, диаметре с1 его тепловосприпима1О1цсй поверхност1111 у 1сл111ои теплоемкости ка.ториметра с расчетным путем по формуле q =- — — — — — — и;1ходят велпчи4С л Г

Я<1 и Г ну удельного теплового потока q.

Температурный диапазон использования предлагаемого преобразователя тепло-. вого потока Определяется тсплостойкостью теплоизоляциîføого слоя 2, ул1ржива1ощсго диски калориметра в теплоизоляцп Оп ной. втулке 7.

Использование изобретения позволит ПО высить точность определения теплового потока при кратковременных процессах.

Формула изобретения

1. Преобразователь теплового потока, содержащий основной калориметр с теплоизоляционной втулкой, термопару и охран25 пую теплопроводную зону, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения удельного теплового потока при кратковременных процессах за счет уменьшения тейлоотвода в провода термопар, в зО нем охранная теплопроводная зона содержит набор идентичных калориметров, выполненных из материала основного калориметра, размещенных вокруг него по окружности, разделенных теплоизоляционными слоями между сооой и основным калориметром и соединенных двумя термоэлектродами термопары с основным калориметром и между собой попарно по внутренней стороне, причем точки соединения электродов с основным калориметром и калориметрами охранной зоны расположены вблизи теплоизоляционных разделительных слоев, а тепловые контакты выводов термоэлектродов расположены в середине каждого калориметра охранной зоны.

2. Преобразователь теплового потока по п. 1, отличающийся тем, что калориметры охранной зоны выполнены в виде дисков, равных по толщине и диаметру.

Источники информации, принятые во вни50 мание при экспертизе

1. Современная техника аэродинамических исследований при гиперзвуковых скоростях. М.,"Машиностроение,"1965, с. 458.

2. Авторское свидетельство СССР

ss № 301573, кл. G 01 К 1?/06, 1969.

Tennolau nomen 111 Рис 1 юг. 2

Составитель Н. Горшкова

Редактор С. Головенко Техред О. Луговая Корректор Н. Стен

Заказ 2425/36, Тираж 765 Подпи ное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 3035, Москва, )К вЂ” 35, Рау ш сная наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4