Устройство для раздельного определения конвективной и лучистой теплопередач

Устройство для раздельного определения конвективной и лучистой теплопередач

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпии

<»711385

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 10.01. 78(21) 25 70641/18-10 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень J% З

Дата опубликования описания 28.01.80 (5! )М. Кл.

Я 01 К 17/08

Ваударстввииый комитет

СССР вв делам изобретений н открытий (53) УДК 536.24. .084 (088.8) (72) Авторы изобретения

Т. Е. Шевченко, А. Н. Гончаров, С. М. Сердюк, В. С. Кочо и Г. М. Хилько (7! ) Заявитель

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

KOHBEKTHBHOA И ЛУЧИСТОЙ ТЕПЛОПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к области тем: пературных измерений в металлургической промышленности, например, в мартеновских печах.

Известно устройство для измерения лучистой и конвективной составляющих

5 сложного теплообмена (11, содержащее два тепломера, установленные на общем теплообменнике. Один из тепломеров установлен в вакуумированной полости с бк10 ном выполненным из лейкосапфира.

Недостатком укаэанного устройства являются изменение степени черноты тепловоспринимающей поверхности открытого теплоприемника, разгерметизация полости, в которой расположен второй теплоприемник, вследствие чего снижается точность измерения лучистой составляющей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для раздельного определения конвективной и лучистой теплопередач (2), содержащее водоохлаждаемый корпус, в котором расположены два теплоприемника, имеющие покрытия с,различной степенью черноты и термопары.

Воспринимаемое теплоприемниками тепло <определяется по перепадам температуры воды, прошедшей через них, измеряемым дифференциальными термоцар ами.

При этом отношение коэффициентов черноты Е,(jE первоначально определенное в спецкамере и входящее в состав расчетной формулы, считается постоянным на весь период измерений.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что воздействие высокотемпературного факела с высокими значениями кинетической энергии на тепловосцринимающие поверхности приводит к изменению состояния поверхности (загрязнению, окисление ) и, соответственно, к изменению полных коэффициентов излучения и их отношения, что увеличивает погрешность измерения, а также к разрушению покрытий этих поверхностей, после

ЗМ

4 стая энергия без потерь достигнет тивоположных поверхностей обоих товодов. При этом поверхность светоа, покрытая ламповой сажей, коэффинт поглощения которойс =1, будет еваться как от конвективнсй составщей суммарного теплового потока путеплопроводности, так и от лучистой гни. Воспринятый этим световодом ловой поток будет равен +)

+) д„-Q +g =Jt — Jy (}д Вт. ч.

A — кс эффициент теплопроводности лейкосапфира (Вт/мК), ЯД вЂ” площадь сечения и длина световода (м и м), — температуратрегистрируемея

1 термспарой (К), à — время (ч).

Поверхность же световода, покрытая тоотражательным слоем вольфрама, ицнент которого рквенр =0,95, буотражать 95% лучистой энергии и реваться при этом в основном за счет вективной составляющей теплового поаЯ. 4, 2

32 Ц +(3 9)G =7 6 Хт ж lдч"

30 2 (Вт )

По разности тепловых потоков, воспринятых обоими световодами,. можно йайти абсолютное значение лучистой составляющей Q g=

35 Ьа 8462 ЯКФ6-q -6I,Î-,Ð) 2 ,Р л=

-С,, откуда

4o -, 6 С2.

Поскольку покрытые поверхности световодов находятся внутри устройства и

45 не подвергаются никаким воздействиям, кроме теплового, то коэффициент поглощения и отражения, а значит, и методическая погрешность. будут оставаться в процессе измерений постоянными.

В связи с тем, что тепловоспринимающая поверхность световода не претерпевает изменений от воздействия факела, устройство можно использовать многократно.

Формул а изобретения

Устройство для раздельного опрецелеHHB конвективной и лучистой теплоперечего использование устройства становит- луч ся невозможным. про

Целью изобретения является повышение све точности и надежности определения иско- вод мых параметров. 5

Указанная цель достигается тем, что нагр каждый теплоприемник выполнен в виде ляю световода, причем покрытия с различной тем степенью черноты нанесены на торцы энер световодов, противоположные тепловоспри- О теп нимаю|цим, а горячие сиВН термопар непосредственно контактируют с этими покрытиями.

Тепло воспринимающие поверхности обо. где их тепломеров находятся все время в идентичных условиях и пропускают через себя равные части суммарной тепловой энергии, разделение которой производится уже на противоположной тепловоспринимающей стороне (не подвергающейся воздейст- о вию факела) путем отражения и поглощения лучистой составляющей теплопереда- све чи за счет нанесения светоотражающего козфф . слоя на поверхность одной из частей дет световода и поглощающего слоя на дру- наг гой. кон

Такое выполнение устройства обеспе- ток чивает повышение точности измерений и многократное его использование.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из двух световодов 1 и 2, разделенных между собой и от держателя 3 теплоизоляционнным материалом 4. На противоположную тепловоспринимающей поверхность одного из световодов нанесен тонкий зеркальный слой 5 тугоплавкого металла (например вольфрама), а другого — поглощающий слой ламповой сажи 6. К этим же (внутренним) поверхностям световодов примыкают пятачковые" термопары 7. Qepжатель 3 с световодами размещен в водоохлаждаемом корпусе 8.

При введении устройства в факел через тепловоспринимаюшие поверхности обоих световодов вдоль их оптической оси устремятся равные суммарные тепловые потоки, состоящие как из конвективной, так и лучистой составляющих теплои ер едачи.

Поскольку при небольших длинах (в нашем случае 5-10 мм) коэффициент пропускания Т - лучистой энергии лейкосапфирового сиетовода практически равен Х (за исключением далекой инфракрасной области, мощность теплового по) тока в которой несоизмеримо мала), то

711М5

Составитель Г Мухина

ff. Б„б Техред д. Келемеш Корректор I . ° F eve

Заказ 8996/27 Тираж 713 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дач, содержащее водоохлаждаемый корпус, в котором расположены два теплоприемника, имеющие покрытия с различной степенью черноты и термопары, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности определения искомых параметров, каждый теплоприемник выполнен в виде световода, причем покрытия с различной степенью черноты нанесены на торцы световодов, противоположные тепловоспринимающим, а горячие спаи термопар непосредственно контактируют с этими покрытиями.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 345380, кл. (ë 01 К 17/20, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

10 № 201732, кл. G 01 K 17/08, 1965 (прототип ) .