Способ определения величины тепловогопотока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскик

Сецмаюктнческии

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22} Заявлено 270479 (21) 2759148/18-10 (5 I)M. )(Л. с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетG 01 К 17/08

Государственный комитет

СССР яо аелам изобретеиий и открытий

Опубликовано 15.05.81., Бюллетень Н9 18 (53) УДК 535.65 (088. 8) Дата опубликования описания 150581 (72) Авторы изобретения

С.М. Аринкин, В. Г. Самусевич и М.С. Т

Ордена Трудового Красного Знамени и тепло- и массообмена им. A.Â.Ëûêoâà (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИ Щ TEH„OBoro

ПОТОКА

Изобретение относится к теплотехническим измерениям, в частности, больших радиационных тепловых потоков в высокоэнергетической технике, в

5 теплофизических исследованиях.

Известен способ измерения количест ва т епла газового потока, з аключающийся в том, что газовый поток пропускают через калориметрическую трубку и измеряют электрическое сопротивление калориметрической трубки во времени, по которому судят о количестве тепла, отр,анного газовым потоком трубке (11.

Недостатком указанного способа является малый диапазон измерений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения количества тепла, заключающийся в том, что контролируемый источник тепла размещают в газе, параметры которого измеряют и по ним определяют величину теплового потока (2 ).

Недостатками указанного способа являются малый диапазон измерений и ограниченная область использования, Цель изобретения — расширение диапазона измерений и области использования.

Указанная цель достигается тем, что газ с постоянным массовым расходом подают к контролируемому источнику тепла через пористый тепловоспринимающий элемент и измеряют величину повышения давления газа, пропорциональную величине теплового потока, перед входом газа в пористый элемент.

На чертеже схематически цредставлена тепловая камера энергетической установки, снабженная устройствами для реализации способа.

Тепловая камера состоит из внутренних пористых стенок 1, наружных стенок 2, выполненных из газонепроии» цаемого материала, регулятора 3 массового расхода газа, торцовых стенок 4 камеры, выполненных из газонепроницаемого материала, измерителя

5 давления газа в полости между стенками 1 и 2.

При помощи регулятора 3 массового расхода гаэа (охлаждающего) устанавливают постоянный его расход через пористые стенки 1, Измеряют при помощи измерителя 5 давления величину избыточного давления Рр охлаждающего газа перед пористыми стенками в полости A. Включают энергетическую .

830155 установку — источник тепла (на чертеже не показан), в результате чего на стенки 1 начинает действовать тепловой поток q Вследствие нагрева стенок 1, а значит и охлаждающего газа, проходящего через пористую структуру стенки, происходит тепловое рас5 ширение газа, пропорциональное величияе теплового потока. Так как массовый расход газа при помощи регулятора 3 поддерживается постоянным то проис1

1О ходит увеличение давления газа в полости A перед пористыми стенками, необходимое для прот алки вания возрастающего при нагреве объема газа. При помощи измерителя 5 давления определяют величину повышения давления в . 15 полости А. Считается, что в полости

В (внутри камеры) давление не повышается. Если происходит повышение давления и в камере В, то необходим еще один измеритель давления для из- що мерения давления в камере В,чтобы определить величину повышения давления газа только эа счет теплового расширения при прохождении через пористую структуру стенки 1. Величина повышения давления охлаждающего газа со стороны входа в пористую стенку пропорциональна величине теплового потока, воспринимаемого пористыми стенками камеры, и является мерой

Ъго величины. Величину суммарного теплового потока, воспринимаемого плоскими пористыми стенками, можно определить непосредственно по результатам предварительной тариров ки или расчетом по формуле

35 и Срд с л

<р,„„ е Ир qp.>, где q — тепловой поток, воспринимаемый единицей площади поверхности пористой стенки, Bm/M, m — массовый расход охлаждающего газа на единицу площади нагреваемой поверхности 4$ пористой стенки, кг/см, С вЂ” теплоемкость охлаждающего

P газа, Дж/кг град,, коэффициент теплопроводнасти пористого материала, gp

Bm/м град, Р, давление охлаждающего. газа о Э перед стенкой, П/м >

Р— повышение давления охлаждающего газа вследствие теплообмена и расширения при прохождении через нагреваемую тепловым потоком пористую структуру стенки, H/ì ;

R — газовая постоянная,;.

Дж/кг град, 1— коэффициент гидравлического сопротивления пористой ст ру ктуры ст е н ки, 8 — толщина пористой стенки, м, Повышение точности в предлагаемом способе обеспечивается высокой точностью измерителей давления и расхода газа. Выбором соответствующих толщин и материала пористой стенки, расхода охлаждающего газа, при которых температура поверхности пластинки со стороны входа газа существенно меньше, чем температура поверхности со стороны действия теплового потока, можно перевести в нагрев газа внутри и на поверхностях пористого тепло воспринимающего элемента практически все количество тепла, подводимое измеряемым тепловым потоком.

Диапазон измеряемых тепловых потоков расширяется применением в качестве тепловоспринимающего элемента пористых пластинок любой толщины и особенно из тугоплавких материалов, Формула изобретения

Способ определения величины теплового потока, заключающийся в том, что контролируемый источник тепла размещают в газе, параметры которого измеряют и по ним определяют величину теплового потока, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений и области использования, гаэ с постоянным массовым расходом подают к контролируемому источнику тепла через пористый тепловоспринимающий элемент и измеряют величину повышения давления газа, пропорциональную величине теплового потока, перед входом газа в пористый элемент.

И ст оч ни ки и нф орм аци и, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 459714, кл. G 01 К 17/00, 1973 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 642614, кл, G 01 К 17/08, 1977 (прот отип ), 830155

ipembiu

Составитель Г.Мухина

Редактор Л.Копецкая ТехредМ. Рейвес Корректор Г. Р едет ни к

Эаказ 37Ц7/85 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ 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