Устройство для определения конвективного коэффициента теплоотдачи

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01. К. Ленская А. Экспериментальноессов теплообмена, М. -с. 151 - 155.А. Развитые поверхностинергия, 1977, с. 221. ль ия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относится к экспериментальной теплофизике, а именно к устройствам для экспериментального определения конвективного коэффициента теплоотдачи элементов оребрения различной формы (ребер, штырей, стержней, проволок и др,).Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента теплоотдачи путем создания оптимального соотношения температурных напоров на концах элемента оребрения, в точках закрепления термоэлектродов,На чертеже представлена схема устройства для определения конвективного коэффициента теплоотдачи.Устройство представляет собой моде оребрения в виде элемента 1 оребрен (штыри, ребра, стерж ни, проволока и др. из термоэлектрического материала. На элемеьге 1 оребрения вблизи основания 2 и ь" противоположном от основания конце:мента закреплены термоэлектроды 3 и 4, изготовленные из материала, противоположного материалу элемента оребрения по термоэлектрическому потенциалу и образующие с ним спаи термопар. На боковой(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНВЕКТИВ НОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ,57) Изобретение относится к теплофизике и позволяет повысить точность определения коэффициента теплоотдачи за счет создания оптимального соотношения температурных напоров в точках закрепления термоэлектродов. Элемент оребрения в виде ребер, штырей выполнен из термоэлектрического материала, теплопроводность которого 1. выбрана из соотношения, приведенного в описании изобретения. 1 ил. поверхности элемента 1 закреплен электрод 5 из однородного с ним материала. Термоэлектроды 6 и 7 выполнены из однородного с элементом 1 оребрения материала и образуют совместно со свободными концами термоэлектродов 3 и 4 спаи термопар. Микровольтметр 8 соединен с электродом 5 и с помощью переключателя 9 поочередно подключен к свободным концам термоэлектродов 6 и 7, образуя электро- измерительную схему, С ее помощью измеряют термо-ЭДС и соответственно температурные напоры между элементом 1 вблизи его основания и потоком воздуха и между противоположным концом элемента1 и потоком воздуха р.В предлагаемом устройстве применяют материал элемента 1 оребрения, обеспечивающий определение коэффициента теплоотдачи с минимально возможной погрешностью, при этом теплопроводность материала элемента оребрения Х удовлетворяет соотношениюЛ= (0,25 - 0,63) сх (1)где 1расстояние между точками крепления термоэлектродов;гг=/и - гидравлический радиус элемента оребрения;а - предварительно задаваемыйкоэффициент теплоотдачи;1, и - соответственно площадь ипериметр поперечного сечения элемента оребрения.Погрешность определения коэффициента теплоотдачи обусловлена погрешностями измерения величин Х, , и, 1 и Агсй2 Ме Наибольший вклад вносит погрешность определения величины Агсй . Из графика1/енотносительной среднеквадратическои по 2 М грешности определения величины АгсйЙ при У,=сопь, имеющего явно выраженный минимум, можно выделить область, характеризующуюся диапазоном значений (1/ /Ре)=1,9 - 3,7, в которой коэффициент теплоотдачи может быть определен с наименьшей погрешностью.С учетом диапазона значений (Р 1/В)оп выбирают материал элемента оребрения, обеспечивающий определение коэффициента теплоотдачи с наибольшей точностью, при этом теплопроводность этого материала долж на соответствовать выражению (1) .По уравнениям подобия, описывающим теплоотдачу тел различной формы, ориентировочно оценивают диапазон значений коэффициента теплоотдачи, в котором может находиться определяемое значение конвективного коэффициента теплоотдачи исследуемого оребрения.При проведении измерения элемент 1 оребрения размещают на основании 2, которое в свою очередь устанавливают на нагревательО. Подают электропитание на нагреватель 1 О и устанавливают необходимый расход воздуха в измерительном канале 11, После наступления стационарного режима измеряют величины термо-ЭДС, соответствующие температурным напорам 1 г и Р(, подключая микровольтметр 8 с помощью переключателя 9 поочередно к термоэлектродам 6 и 7. По измеренным величинам определяют коэффициент а теплоотдачи оребренияС 12 (2)" (Р+г,) фУстройство позволяет определять коэффициент теплоотдачи с погрешностью, не превышающей 3 - 5 О, в результате использования вместо реального объекта оребрения его модели, в которой элемент оребрения выполнен из термоэлектрического материала с теплопроводностью Хн, выбранной из диапазона значений, удовлетворяющих соотношению ( ),20Формула изобретенияУстройство для определения конвективного коэффициента теплоотдачи, содержащее модель оребрения в виде основанияс размещенным на нем элементом оребрения, в котором у основания и на егопротивоположном конце, закреплены термоэлектроды термопар, отличающееся тем, что,с целью повышения точности определения,в нем элемент оребрения выполнен из30 материала, теплопроводность которого выбрана из соотношенияХ= (0,25 - 0,63) а ---- ,1/г)где ",=/и - гидравлический радиус эле 35 мента оребрения;- расстояние между точками закрепления термоэлектродовтермопар;а - предварительно задаваемыйкон вективный коэффициенттеплоотдачи;, и - соответственно площадь и периметр поперечного сеченияэлемента оребрения.Составитель В. ГусеваРедактор С. Лисина Текред А. Кравчук Корректор Н. КорольЗаказ 1514 Тираж 389 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГК 11 Т СССР1 3035, Москва, Ж - 35, Раугнская наб., д. 45Производственно. издательский комбинат Патент. г. Ужгород, ул. Гагарина. 1 н