Устройство для измерения локальных тепловых потоков

СОЮЗ СОВЕТСКИХ,СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 15096 А 5040 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР-ЯЯЩР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СИИ 57) Изобреентальной ение относится к экспериеплофизике; в частностиизмерения локальных тепв.Цель изобретения к средствамловых пото ности измерения и рас повышение т ширение фун нного дв вых и ради лены термо дрическая теплопров ы, а ци на из м тр а выпол териала. ног ных тепловых поток мерения лпо длиненаружнойНа фигво ля из и периметру на внутреннеи югповерхностях трубы.1 представлено устройстд мерения локальных тепловых потоков, продольный разрез, на фиг, сечение А-А на фиг. 1.Цилиндрическая труба 1 (фиг.1) с внутренним радиусом г, и наружным радиусом г, выполнена из материала с известными теплофизическими свойствами и их зависимостью от тем пературы - коэффициентом теплопроводности Ъ (Т), плотностью р(Т), теплоемкостью с,(Т), например кз не ржавеющей стали. В стенке трубы 1 расширение функостей за счет иэальных возмо(71) Казанский авиационный институт им. А.Н, Туполева(56) Щукин В.К. Определение коэффициентов теплоотдачи в трубах по рас пределению температуры на контуре ее продольного сечения. - Известия ВУЗов. Сер. Авиационная техника, 1964, Ф 3, с.35-42.Осипова В.А, Экспериментальное определение процессов теплообмена. - М.: Энергия, 1969, с.242. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОАЛЬНЫХ 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 трубь так и по периметрам ее поперечнь сечений .Цель изобретения - повышение точности измерения и Устройство трубу, выпо известными ствами. В с наружной по цевые и про ненные тепл На внутренн стях каждог циональных возможностеи одержит цилиндрическую ненную из материала с теплофизическими свойенке трубы со стороны ерхности выполнены кольольные канавки, заполизоляционным материалом. й и наружной поверхноучастка трубы, ограния парами соседних кольце ьных канавок, установ 3 1509634 выполнены кольцевые канавки 2, разделяющие трубу на кольцевые элементы 3, и продольно-радиальные канавки 4 (фиг,2), разделяющие по угловой координате 1. 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= 1 О 1/ц, (м)и/ц 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, базирую щейся на трехмерном температурном поле, которая из-за сложности алгоритма до сих пор не доведена до практического использования.С увеличением толщины датчика теп лового потока 5(А) (фиг. 1) погрешность определения плотности теплового потока ц уменьшается и при толщинах датчика 10-15 мм и Ъ /с 110 (м/К) составляет соответственно 4,3-3,9 Ж. ,5Предлагаемое устройство позволяет провести измерение локальных тепловых 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 пе. ременного поперечного сечения, например сопел.формула .изобретенияУстройство 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 г 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 - г 1) трубы определена из соотношения(г - г ) = 10%/ц (м) при/(1 10где г - внутренний радиус трубы;Ъ - коэффициент теплопроводности материала стенки(Вт/мК);Я " плотность теплового потока1509 б 34 ос тави тель Техред Аыч Редакто Волкова орректор М. Васильева чук роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 5793/33 Тираж 573 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5