Устройство для определения составляющих теплообмена в газовых потоках

Устройство для определения составляющих теплообмена в газовых потоках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАпИ

ИЗ ОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ. Союз Советских

Социалистических

Республик

11679824 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1103.77 (21) 2461408/18-10 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

1)М. Кл.

G 01. К 17/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 150879. Бюллетень М

3) УДК 536.531 (088. 8) Дата опубликования описания 15.08.79

Ю.А. Рундыгин, И. И. Лысакав, М. И. Марьямчик, Е. Г. Воротников, С.А.Степаненко и В.И.Сухинин (72) Авторы изобретения

Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева и Ленинградский политехнический институт (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ

ТЕПЛООБМЕНА В ГАЗОВЫХ ПОТОКАХ

Изобретение относится к области тепловых измерений, и может быть использовано для исследования теплообмена в различных системах с горя чими газовыми потоками..

Известны устройства для измерения составляющих сложного теплообмена, содержащие теплоприемник и прозрачный экран. Измерения такими устройст-1О вами проводятся в два приема: сначала измеряется полный тепловой поток, а затем с экраном — только лучистая составляющая (1).

Известные устройства имеют низкую точность при использовании их в га зовых потоках, содержащих твердые или жидкие частицы.

Известно устройство для измерения составляющих сложного теплообмена, содержащее два цилиндрических теплоприемника, размещенных на конце трубчатого водоохлаждаемого корпуса (2) .

Известное устройство также имеет низкую точность при использовании их в потоках, содержащих частицы, так как поверхности теплоприемников должны иметь разную степень черноты, которая, в свою очередь, не должна ме- 3р няться

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель дости гает ся тем, чта в устройстве для определения составляющих сложного теплоаб-, мен а, содержащем два цили ндри ческих теплоприемника, размещенных на конце трубчатого водоохлаждаемаго корпуса, тепловоспринимающие поверхности теплаприемников имеют различный радиус кривизны при одинаковой степени черноты и связаны между собой вставкой с конусной поверхностью.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит водоохлаждающий корпус 1 со штуцерами 2 и 3. На конце корпуса установлен твплоприемный блок 4, состоящий иэ двух циЛиндрических теплоприемников 5 и б раэличнога диаметра, связанных между собой вставкой 7 с конусной поверхностью.

Внутренние цилиндры 8,9 имеют кольцевые каналы 10,11 для протока охлаждающей воды. На внешней поверхности каждого внутреннего цилиндра выполнена двухзаходная резьба, образующая винтовые ребра 12 для обеспечения равномерного обмывания внутренней поверхности теплоприемников рабочей

679824

1

20

40

Для определения составляющих сложного теплообмена необходимо ре- 45 шить систему уравнений к 9< (da Ide)-Qg

Е Е

Ы Ia„) -1 (5) @к л

Е

1 1

Если д — приращение температуры

4 воды в малом цилиндре, д1 — в большом цилиндре G — расход воды в кг/час;.Ч /g- с)дd< — отношение наружных диаметров большого цилиндра к малому, то

С(" ккал/час (6) ч <" ч " ) д 2) г у +,(икал/час (7 )

Аналогично выводятся выражения:

"о,Ф

@л Е y ) ккал/час (8) (<-y- ° ) 50

60 ккал/ч ас (9 ) Q (де -at Q ° ) 1-

Подставляя результаты измерений

)в формулы (6), (7),,8), (9), полу65 жидкостью. Внутри вставки 7 установлена вставка 13, образующая с ней канал 14, который соединяет между собой кольцевые каналы 10 и 11 цилиндров 5 и 6. Внутри корпуса 1 расположены водоподводящая 15 и водоотводящая 16 трубы, с помощью которых обеспечивается охлаждение теплоприемников. Между внутренними цилиндрами 8 и 9 и подводящей трубой 15 установлены водонепроницаемые перегородки

17 и 18. На входе и выходе кольцевых каналов. 10 и 11 установлены дифференциальные термопары 19 и 20, причем расстояния между их спаями в обоих теплоприемниках одинаковы.

Провода термопар выводятся через трубку 21, расположенную внутри водоотводящей трубы 16.

Устройство работает следующим образом. Малый теплоприемник 6 зонда

4 устанавливают так, чтобы его герметический центр совпадал с точкой

A пространства системы, в которой необходимо произвести определение составляющих теплообмена, причем необходимо, чтобы поток горячих газов омывал теплоприемник поперек оси цилиндра. Расход рабочей жидкости через теплоприемник устанавливают постоянным. Как только показания термопар 20 стабилизируются, фиксируют перепад температуры рабочей жидкости (воды) на входе и выходе малого цилиндра (at). Затем устройство перемещают вдоль оси так, чтобы на месте малого цилиндра стал большой, замеряют термопарой 19 перепад температур рабочей жидкости в этом цилиндре (at<). Расход жидмости С в обоих случаях поддерживается постоянным. В такой же последовательности зондируются другие точки пространства системы. где @ и q — измеренные суммарные значения тепловосприя2 тий первого и второго теплообменников соответственно1 и Q — лучистые тепловосприял лр тия первого и второго теплоприемников соответственно; ()„ и Ч вЂ” конвективные тепловос1 Я приятия первого и второго теплоприемников соответственно; величины определяющего геометрического размера первого и второго тецлоприемников соответственно — коэффициент критериального уравнения конвективного теплообмена, не равный единице, зависящий от условий обтекания, но не зависящий от определяющего размера теплоприемников.

Известно, что при поперечном омывании тела цилиндрической формы

n a 0,46 в диапазоне R 80 5 10

n a, 0,6 в диапазоне Ве -5 10э-10

Так как второй диайазон является наиболее характерным для точных устройств и других систем с горячими газами, для преобразования возьмемм п = 0,6.

Учитывая, что при равной длине цилиндров лучистая составляющая тепловосприятия пропорциональна диаметру теплоприемника, можно преобраэовать третье выражение системы (1), о„(е,} а, и четвертое выражение той же систеРешая систему (1) относительно

Q„„, Q и С}л, Я„с учетом (2) и (3) . получйм:

Е Е

4 2 (4) а

679824

Составитель Ю.Андриянов

Техред Л.Алферова КорректорО.Билак

Редактор Л.Бибер

Заказ 4777/36 Тираж 766 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 чают искомые составляющие сложно1о теплообмена, Применение данного устройства позволяет производить определение составляющих сложного теплообмена с достаточной точностью практически в любых системах с горючими газами вне зависимости от запыленности потока и сажеобразования, так как, равенство степеней черноты теплоприемников поддерживается.автоматичес» ки.

Основной исходный параметр данного устройства — отношение диаметров цилиндрических теплоприемников остается постоянным независимо от свойств среды, в которой производятся из мерения, и его легко определить с большой точностью, что исключает необходимость тарировок устройства °

Формула изобретения устройство для определения составляющих теплообмена в газовых потоках, содержащее два цилиндрических теплоприемника, размещенных на конце трубчатого водоохлаждаемого корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, тепловоспринимающие поверхности теплоприемников выполнены с различными радиусами кривизны при одинаковой степени черноты и связаны между собой вставкой с конусной поверхностью.

Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе

1. Геращенко О.А., Федотов В.Г. Тепловые и температурные измерения ° Справочное реководство, 1965,. с. 272-273.

2. Авторское свидетельство СССР

9201732, кл. G 01 K 17/02, 1968.(прототип) .