Устройство для измерения локальных тепловых потоков

Устройство для измерения локальных тепловых потоков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к экспериментальной теплофизике, в частности к средствам измерения локальных тепловых потоков. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит цилиндрическую трубу, выполненную из материала с известными теплофизическими свойствами. В стенке трубы со стороны наружной поверхности выполнены кольцевые и продольные канавки, заполненные теплоизоляционным материалом. На внутренней и наружной поверхностях каждого участка трубы, ограниченного двумя парами соседних кольцевых и радиальных канавок, установлены термопары, а цилиндрическая труба выполнена из малотеплопроводного материала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1509634 А 1 (5g4 С 01 К !7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"- i вин 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю\

° Ю

° Ю

ЪЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4114315/31 10 (22) 29.08.86 (46) 23 ° 09.89. Бюл. У 35 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н. Туполева (72) В.К, Щукин, И.И. Калмыков, А.И. Миронов и В.А. Филин (53) 536.6(088.8) (56) Щукин В.К. Определение коэффициентов теплоотдачи в трубах по распределению температуры на контуре ее продольного сечения. — Известия

ВУЗов. Сер. Авиационная техника, 1964, N 3, с.35-42 °

Осипова В.А. Экспериментальное определение процессов теплообмена.—

M. Энергия, 1969, с.242. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к экспериментальной теплофизике, в частности к средствам измерения локальных тепловых потоков на внутренней и наружной поверхностях трубы, неоднородных по плотности, что характерно, например, для исследования теплоотдачи при движении жидкости в коротких трубах или при внешнем обтекании при существенном изменении условий обтекания как по длине трубы, так и по периметрам ее поперечных сечений .

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей за счет иэ2 (57) Изобретение относится к экспериментальной теплофизике; в частности к средствам измерения локальных тепловых потоков. Цель изобретения— повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей.

Устройство содержит цилиндрическую трубу, выполненную из материала с известными теплофизическими свойствами. В стенке трубы со стороны наружной поверхности выполнены кольцевые и продольные канавки, заполненные теплоизоляционным материалом.

На внутренней и наружной поверхностях каждого участка трубы, ограниченного двумя парами соседних кольце вых и радиальных канавок, установлены термопары, а цилиндрическая труба выполнена из малотеплопроводного материала. 2 ил . мерения локальных тепловых потоков { ф по длине и периметру на внутренней зг ф© наружной поверхностях трубы. фф

На фнг. 1 представлено устройст- е р во для измерения локальных тепловых р потоков, продольный разрез, на фиг.2сечение А-А на фиг. 1.

Цилиндрическая труба 1 (фиг.1) с внутренним радиусом г, и наружным радиусом r выполнена из материала с известными теплофизическими свойствами и их зависимостью от теМпературы — коэффициентом теплопроводности 9,(Т), плотностью р(Т), теплоемкостью с,(T), например из не ржавеющей стали. В стенке трубы 1

3 1509634 выполнены кольцевые канавки 2, разделяющие трубу на кольцевые элементы 3, и продольно-радиальные канавки 4 (фиг,2), разделяющие по угловой координате (кольцевые элементы 3 на секторы 5. Кольцевые и продольно-радиальные канавки заполнены теплоизоляционным материалом, например термоцементом. На внутренней и наружной поверхностях по средней линии каждого сектора установлены термопары б. Секторы вместе с термопарами являются датчиками тепловых потоков, которые соединены между 15 собой тонкими перемычками 7.

Толщина датчика 5 (А), выбираемая иэ условия обеспечения необходимой точности измерения теплового потока, определяется с помощью соотношения 20

А = г — г„= 10 3/q, (м)и > /q 10

Глубина и толщина кольцевых и продольно-радиальных канавок соответственно равны 0,85-0,9 и 0,1-0,25 толщины стенки; ширина секторов по окружности наружного радиуса трубы и длина секторов равны 0,5-1,0 толщины стенки трубы.

Применение датчиков тепловых потоков для измерения пространственного 30 распределения локальных тепловых потоков позволяет существенно упростить методику их определения по сравнению с соответствущей расчетной методикой тепловых потоков, базирующейся на трехмерном температурном поле, которая из-за сложности алгоритма до сих пор не доведена до практического использования.

С увеличением толщины датчика теп- 40 лового. потока 5(A) (фиг. 1) погрешность определения плотности теплового потока q уменьшается и при толщинах датчика 10-15 мм и 9 /q 10 (м/К) составляет соответственно 4,3-3,9X °,45

Предлагаемое устройство позволяет провести измерение локальных тепловых

1 потоков на наружной и внутренней поверхностях трубы, например, при исследовании теплопередающих способностей труб в продольно и поперечном обтекаемых трубных пучках секций теплообменников.

Предлагаемое устройство может быть выполнено на базе труб или каналов переменного поперечного сечения, например сопел.

| формула. изобретения

Устройство для измерения локальных тепловых потоков, содержащее трубу из материала с известными теплафизическими свойствами, термопары, располо женные на внутренней и наружной поверхностях трубы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения .и расширения функциональных возможностей за счет измерения локальных тепловых потоков как по длине,так и по периметру, на вйутренней и наружной поверхностях стенки трубы выполнены кольцевые и продольно-радиальные канавки глубиной 0,85-0,9, шириной

0,1-0,25 толщины стенки, заполненные теплоизоляционных материалом, образующие кольцевые" сектора, ширина которых по окружности наружного радиуса трубы r и длина равны соответственно 0,5-1,0 толщины стенки трубы, на .внутренней и наружной поверхностях каждого сектора установлены термопары, а труба. выполнена из низкотеплопроводного материала, причем толщина стенки (г — r<) трубы определена из соотношения (г . — r ) = 10 A/q (м) при 7i /q 10 „ где г — внутренний радиус трубы; коэффициент теплопроводности материала стенки (Вт/мК); плотность теплового потока (Вт/м ) .

1509б34

Составитель В. Ярыч

Техред А. Кравчук

Редактор Г. Волкова

Корректор М. Васильева

Заказ 5793/33 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", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101