Способ измерения плотности теплового потока и устройство для его осуществления

Способ измерения плотности теплового потока и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано при определении теплового потока от греющей поверхности к кипящей жидкости, а также при определении коэффициентов теплоотдачи при кипении в условиях свободного конвективного теплообмена, при определении коэффициентов теплопроводности по методу пластины в стационарных условиях. Цель изобретения состоит в повышении точности, уменьшении времени измерения, упрощении конструкции устройства при определении теплового потока по скрытой теплоте парообразования при кипении жидкости на контрольной греющей поверхности. Это достигается тем, что сосуд с кипящей в нем жидкостью, выполненный в виде поплавка ступенчатой цилиндрической формы, помещают в термостатированный объем другой жидкости (нагреватель) с более высокой температурой кипения. Производят гидростатическое взвешивание поплавка и регистрируют изменение массы ΔМ кипящей в нем жидкости за фиксированный промежуток времени ΔΤ. Тепловой поток Q определяют по измеренным параметрам. Устройство для осуществления способа содержит жидкостный термостат, плавающий уровень отсчета и сосуд с кипящей в нем жидкостью на контрольной греющей поверхности. Сосуд, погруженный в термостат, выполнен в виде поплавка ступенчатой цилиндрической формы с соотношением диаметра широкой его части к диаметру узкой не менее 10. Сосуд выполнен с термоизолированными боковыми поверхностями и с возможностью регистрации величины его всплытия относительно плавающего уровня отсчета по шкале, нанесенной на пароотводную трубку. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„148329 (51} 4 0 О.! К 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВ(.ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ГНИ ГННТ СССР

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 4142474/31-10 (22) 03.1! .86 (46) 30,05,89. Бюл. !1- 20 (71 ) Харьковский авиационный институт им. Н,F..Жуковского (72) F..Н Кравцов, С.Л.Фролов, Н.А.Кадракаев и П.И.Симов (53) 535.6 (088.8) (56) Геращенко О.А., Федоров В.Г.

Тепловые и температурные измерения.

Киев, Н-Д, 1965, с.14.

Чиркин В.С. Теплопроводность промышленных материалов, И.: ГНТИ, 1962, с,113. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано при определении теплового потока от греющей поверхности к кипящей жидкости, а также при определении коэффициентов теплоотдачи при кипении в условиях свободного коивективного теплообмена, при определении коэффициентов теплопроводности по методу пластины в стационарных условиях. Цель изобретения состоит в повышении точности, уменьшении времени измерения, упрощении конструкции устройства при определении

Изобретение относится к тепловым измерениям и может бить использовано при исследовании тепло- и массообмена жидкостей в условиях кипения.

2 теплового потока по скрытой теплоте парообразования при кипении жидкости на контрольной греющей поверхности. Это достигается тем, что сосуд с кипящей в нем жидкостью, выполненный в виде поплавка ступенчатой цилиндрической Формы, помещают в термостатированный объем другой жидкости (нагреватель) с более высокой температурой кипения, Производят гидростатическое взвешивание поплавка и регистрируют изменение массы лМ кипящей в нем жидкости за Фиксированный промежуток времени pt, Тепловой поток q определяют по измеренным параметрам. Устройство для осуществления способа содержит жидкост- @ ный термостат, плавающий уровень отсчета и сосуд с кипящей в нем жидкостью на контрольной греющей по- С„ верхности. Сосуд, погруженный в термостат, выполнен в виде поплавка ступенчатой ципиндрической формы с соот.ношением диаметра широкой его части к диаметру узкой не менее 1 О. Сосуд выполнен с термоизолированными боковыми поверхностями и с возможностью регистрации величины его всплытия относительно плавающего уровня отсчета по шкале, нанесенной на пароотвод- Ж ную трубку. 2 с.п. ф-лы, 1 ил, (Р

Цель изобретения — повьппенне точности измерений плотности теплового потока и сокращение времени этих имерений.

1 483290

На чертеже изображено устройство для измерения плотности 7 теплового потока„

Устройство для измерения плотнос5 ти теплового потока содержит нагреватель — термос тат 1, сосуд 2 с кипящей жидкостью, пароотводную трубку

3 со шкалой глубины погружения сосуда 2, изменяемый балластный груз 4, плавающий уровень отсчета 5, прозрачную втулку 6 отсчета уровня. В качестве нагревателя используют жидкостной термостат, снабженный подогревателями и электронным блоком управления и установки заданного режима термостатирования. Сосуд с кипящей жидкостью выполнен в виде поплавка цилиндрической формы, днище которого является термочувствительной поверхностью, а бок овые поверхности его теплоизолированы, для обеспечения теплоотвода только через днище.Соотношение внутреннего диаметра В широкой части сосуда к наружному диа-g$ метру пароотводной трубки d.», должно быть не менее 10, а длины пароотводной трубки к высоте сосуда — поплавка в интервале 5-10, что обеспечивает высокую чувствительность гидроста- Зр тического взвешивания сосуда 2.узкая часть поплавка имеет шкалу погружения, снабженную предельными рисками.

К нижней части сосуда 2 прикреплен балластный груз 4, масса которого должна обеспечить устойчивое удержание сосуда 2 в плавучем состоянии и в вертикальном положении. Максимальный уровень жидкости в сосуде не должен превышать 0,75 высоты этого со- 4р суд а, Плавающий уровень отсчета 5 автоматически обеспечивает компенсацию возможного изменения уровня свободной поверхности жидкости в термоста- 45 те, Для обеспечения удобства и большей точности регистрации уровня всплытия поплавка в качестве метки принят внешний плоский торец прозрачной втулки 6 плавающего уровня отсчета 5, Способ реализуется следующим образом. На подготовительном этапе строят график зависимости величины погружения сосуда в з идкость нагревателя от массы заливаемой в него

55 жидкости

На рабочем этапе в жидкостном термостате устанавливают заданную температуру, в поплавок заливается исследуемая жидкость в количестве, обеспечивающем превышение ее уровня максимальногo значения, когда поплавок балластным грузом упрется в дно термостата, а верхняя предельная риска шкалы на узкой части поплавка опустится ниже метки плавающего уровня отсчета. Эта излишняя масса исследуемой жидкости выкипает в течение времени, необходимого для прогрева всей системы, включающей термостат, поплавок и исследуемую жидкость, и установления стационарного режима кипения жидкости. Измерения начинают в момент времени,когда верхняя предельная риска шкалы подойдет к контрольной метке. При этом регистрируют по шкале на узкой части поплавка изменение погружения поплавка за измеряемый интервал времени Ь| и по тарировочному графику определяют массу испарявшейся жидкости р М. Одновременно измеряют величину барометрического давления, относительно которой из таблиц теплофиэических свойств исследуемой жидкости находят скрытую теплоту парообразования r, Зная площадь контрольной погерхности кипения F„,ðàâной площади внутренней поверхности днища поплавка, величину плотности теглового потока q определяют из соотношения

В дальнейшей подобные измерения, включая опыты с различными исследуе мыми жидкостями и различными значениями температуры жидкости в термостате, проводят аналогичным образом, контролируя- момент, пока еще кипящая жидкость в поплавке не достигнет своего заданного минимального уровня.„ о чем судят по подходу к контрольной метке нижней предельной риски шкалы.

Точность измерения плотности теплового IIoToKB cj зависит от отношения 4М/gt и главным образом от точности гидростатического взвешивания, т.е. определения P М. поэтому конструкция устройства выполнена таким образом, чтобы обеспечивалось: полная эвакуация образующегося в поплавке пара-и исключение процесса конден-.ÿöèè пара в поплавке, для чего боко1483290 сосуда с жидкостью, измеряют скорость его всплытия, по которому рассчитывают искомый параметр., вые поверхности его оборудованы экранно-вакуумной теплоиэоляцией. грузом, а в крышке жидкостного термостата свободно установлен плавающий уровень отсчета со сквозным отверстием для пароотводной трубки, в котором жестко закреплена прозрачная втулка со шкалой отсчета уровня.

Составитель А.Глушко

Техред И. Ходанич

Корректор М.Васильева

Редактор М.Бандура

Заказ 2817/38 .Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издатеЛьский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 формул а и э обр ет ения

° 1. Способ определения плотности теплового потока по скрытой теплоте парообраэования, заключающийся в измерении количества испаривпейся жид10 кости при кипении ее Hà контрольной греющейся термочувствительной поверхности эа Аиксированный промежуток времени, по которому рассчитывают плотность теплового потока, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точноСти и сокращения времени измерения, жидкость нагревают до температуры кипения, помещая ее в сосуде в термостатированный объем с теплоносителем, температура которого выше температуры кипения жидкости на 5 — 25 С, осуществляют непрерывное гидростатическое взвешивание

2. Устройство для измерения плотности теплового потока, содержащее жидкостной термостат с отверстием в

его крышке и размещенный в нем сосуд с термовакуумной иэоляциеч боковых поверхностей, термочувствительным основанием и пароотводной трубкой, отличающееся тем,что сосуд выполнен в виде поплавка цилиндрической Формы с соотношением диаметров внутреннего сосуда и внешнего пароотводной трубки не менее

1П и снабжен изменяемым балластным