Устройство для определения локальных коэффициентов теплоотдачи

Устройство для определения локальных коэффициентов теплоотдачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и лозвопяет повысить надежность устройства. К поверхности модели лопатки 1 приклеен перфорированный ленточный нагреватель 2. перфорационной ячейки нагревателя не превышает 0,15 площади плоской поверхности рабочего спая термопар 3 для образования клеевых микрозаклепок, надежно закрепляющих нагреватель на поверхности модели. Равномерная плотность перфорации обеспечивает равномерное тепловыделение с поверхности нагревателя. В стационарном тепловом режиме производится опрос термопар 3 и Фиксируются ток и напряжение на нагревателе 2. 2 ил. В (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

<е ип

А1 (51)5 С 0i t:. 17/?0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К A ВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4643840/10 (22) 27.12.88 (46) 30.05.91. Бюл. М 20 (71) Институт технической теплофизики

АН УССР (72) А.А.Халатов, А.А.Кащенко, Л.В.Сысков, П.Г.Круковский и А.С.Коваленко (53) 536.24(088,8) (56) Изв. вузов. Авиационная техника, 1961, М 2, с. 73-8!.

Энергетическое машиностроение:

Сборник. Харьков: ХГУ, 1978, вып.25, с, 15-16. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРГДЕЛРНИЯ ЛОКАЛЫ1ЫХ КОЭФ@ИЦИРПТОВ ТЕПЛООТДА П4

2 (57) Изобретение относится к теплофизическим измерениям и позволяет повысить надежность устройства. К поверхности модели. лопатки 1 приклеен перфорированный ленточный нагреватель 2. Площадь перфорационной ячейки нагревателя не превьш ает.0,!5 площади плоской поверхности рабочего спая термопар 3 для образования клеевых микрозаклепок, надеежно закрепляющих нагреватель на поверхности модели.

Равномерная плотность перфорации обеспечивает равномерное тепловыделение с поверхности нагревателя. В стационарном тепловом режиме производится опрос термопар 3 и фиксируются ток и на,пряжение на нагревателе 2. 2 ил.

1652834

Изобретение относится к теплоАизическим измерениям и может быть испОльзовано при исследовании процессов тЕплообмена на поверхностях произволь5 н<мл формы в условиях вынужденной или естественной конвекции, например для определения локальных коэААициентов т@плоотдачи с обдуваемых поверхностей лОпаток газовых турбин. 0

Цель из обре гения — повышение надежности устройства.

На Аиг. 1 показано устройство, поперечное eå÷åHHå; на фиг. 2 — узел I на фиг. 15

Устройство для определения локальнЬм коэААициентов теплоотдачи содержит модель 1 лопатки из диэлектрического материала, ленточный электрический нагреватель 2, выполненный перАорированным, с равномерной плотностью перАорации в поперечном и продольном направлениях, приклеенный к поверхности модели, термопары 3, установленные на поверхности лопатки в контакте с нагре-5 вателем, концы которого через медные фины 4 подсоединены к токоподводящим проводам 5. Провода 6 служат для измерения напряжения на нагревателе. Для уменьшения утечек тепла по телу лопатки выше и ниже нагревателя 2 размещены охранные нагреватели. На внутренней поверхности модели 1, напротив термопар 3, установлены термопары 7.

Для надежного закрепления нагревателя 2 на предварительно препарированную термопарами 3, зашкуренную и обезжиренную поверхность модели 1

Наносится слой клея, в который погружается нагреватель. Продавливаясь через перйорацкю, клей образует на внешней поверхности нагревателя тонкую пленку. Для образования гладкой внешней поверхности устройства, а также для досгижения минимальной толщины пленки клея с внешней стороны нагревателя прокладывается пленка типа астролон к весь пакет помещается под груз.

После полимеркзации клея груз и астролон удаляются. Прошедший через перАорацкю клей (позиция 8, Аиг. 2) образует как-бы микрозаклепки, надежно удерживающие нагреватель на ис55 следуемой поверхности. Размер ïåðÀîрационной ячейки нагревателя выбирается из условия получения равномерного тепловыделения с поверхности и обеспечения надежного теплового контакта термопары и нагревателя. Поэтому площадь отверстия перАорации не должна превышать 0,15 площади поверхности рабочего спая термопары, обра-. зованной путем срезания "шарика" спая на 1/5 его диаметра. ?минимальные размеры ячейки ограничиваются условием надежного продавливания клея через них.

Равномерная плотность перАорации вдоль и поперек нагревателя обеспечивает равномерное тепловыделение с его поверхности за счет постоянной плотности тока.

КоэфАициент просвета перфорированного материала нагревателя составляет не менее 0,3.

В примере конкретного выполнения устройства нагреватель выполнен в виде полоски из проволочнОй сетки с квадратными ячейками размером 40 мкм и приклеен к поверхности лопатки с помощью клея на основе эпоксидной смолы и отвердителя..

Устройство для определения локальных коэААициентов теплоотдачи работает следующим образом.

Плоскую решетку проАилей, которая имеет одну или несколько моделей лопаток, помещают в рабочую часть экспериментального стенда для продувки.

После устанбвления гидродинамического режима, при котором исследуется теплообмен, производится опрос термопар 3.

В каждой точке модели 1 Аиксируется своя равновесная температура, равная местной температуре восстановления

ТW . Затем на нагреватель 2 подается электрический ток и по истечении некоторого промежутка времени наступает стационарный тепловой режим, свидетельством которого является стабилизация температуры какой-либо контрольной точки нагревателя. На этом режиме еще раз производится опрос термопар 3 и Аиксируются ток и напряжение на нагревателе. Локальные коэАфициенты теплоотдачи определяют-. ся по формуле

Яу Д пот. .

*ФО где Ч, =Н >/Г плотность теплового потока с поверхности нагревателя;

Т.,U — ток и напряжение на нягреВатt . re

Формула изобретения

Составитель П.Соловьева

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Дидык Корректор A.Îáðó÷àð

Заказ 1766 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, :1осква, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

I c

F — площадь тенлоотдающей поверхности нагревателя;

Т ., Т вЂ” температура поверх%1 00i ности нагревателя в х — и точке при установившемся рехжме нагрева и без нагрева; плотность теплового пот. потока, не попадающего в омывающую нагреватель среду (тепловые потери), определяемая по градиенту температуры в стенке модели лопатки, измеряемому с помощью термопар 7.

Точность определения локальных коэффициентов теплоотдачи с помощью данного устройства не хуже, чем при использовании сплошных ленточных нагревателей в аналогичных условиях, а долговечность устройства не менее чем в 10 раэ больше, чем устройства со сплошным нагревателем.

В предложенном устройстве отпадает необходимость приварки или припайки 334

6 рабочих спаев термопар к внутренней поверхности нагревателя, что важно при исследовании теплообмена поверх5 ностей имеющих сложную гес метрическую Аорму.

Устройство для определения ло" кальных коэААициентов теплоотдачи, содержащее ленточный электрический нагреватель, приклеенный к поверхности модели из диэлектрического материала, и термопары, каждая иэ которых установлена в контакте с внутренней поверхностью электрического нагревателя плоской поверхностью рабочего спая, о т л и ч а ющ щ е е с я тем» что, с целью повышения надежности, ленточный электрический нагреватель выполнен ерЛорированным с равномерной плотностью перфорации в поперечном и про 5 дольном направлениях, при этом площадь пер Ьорапионной ячейки не превышает 0,15 площади плоской поверхности рабочего спая термопары. !