Устройство для определения локальных коэффициентов теплоотдачи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 С 0 1 17/О физич повыс ерх ерш ель ки н щади спая хника,щих н номерная плотност ерйорации обеспловыделение сВ стационар- изводится опрос я ток и на. 2 ил. ие:ып.25,ечивает ра оверхности номерное т нагревател термопар 3пряжение н фиксирую агревател 3 ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР(71) Институт технической теплАН УССР(56) Изв. вузов. Авиационная1961, М 2, с, 73-81.Энергетическое маииностроеСборник. Харьков: ХГУ, 1978,с, 15-16. 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОЭфйИ 1 ИЕ 11 ТОВ ТЕ 11 ЛООТДАЖ ретение относится к теплом измерениям и позволяет ть надежность уетроиства. К пости модели. лопатки 1 приклеен ированный ленточный нагреваПлощадь перАорационной ячейревателя не превьшает.0,5 плоплоской поверхности рабочего ермопар 3 для образования клеекрозаклепок, надеежно закрепляюгреватель на поверхности модели ном тепловом режиме проИзобретение относится к теплоАизическим измеренйям и может быть испОльзовано при исследовании процессов тЕплообмена на поверхностях произволь 5 ной Аормы в условиях вынужденной или естественной конвекции, например для определения локальных коэААициентов тЕплоотдачи с обдуваемых поверхностей лОпаток газовых турбин. 0Цель изобретения - повышение надежнОсти устройства.На Аиг. 1 показано устройство, поперечное сечение, на Аиг. 2 - узел 1 на фиг. 1. 15Устройство для определения локальнЬнс 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 нагревателем, концы которого через медные щины 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 7.35Для 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 и весь пакет помещается под груз.После полимеризации клея груз и астролон удаляются. Прошедший через перАорацию клей (позиция 8, Аиг. 2) образует как-бы микрозаклепки, надежно удерживающие нагреватель на ис"55 следуемой поверхности, Размер перАорационной ячейки нагревателя выбирается из условия получения равномерного тепловьделения 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. Иинимальные 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.КоэААициент просвета перАорированного 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 установления гидродинамического режима, при котором исследуется тепло- обмен, производится опрос термопар 3. В каждой точке модели 1 Аиксируется своя равновесная температура, равная местной температуре восстановления Т . 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 коэААициенты теплоотдачи определяются по Аормуле Яу - Д готт-тгде с д=П 1/Г - плотность тепловогопотока с поверхностинагревателя;1,0 - ток и напряжение нанаг р ева 1 с.Формула изобретения Составитель И.СоловьеваРедактор Т.Лазоренко Техред М.Дидык Корректор А.Обручар Заказ 176 о Тираж 390 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 1 сг 165Р - площадь тенлоотдающей поверхности нагревателя;Т ., Т - температура поверх 1 ф 00ности нагревателяв х-й точке при установившемся режиме нагрева и без нагрева,плотность тепловогоПот.потока, не попадающего в омывающую нагреватель среду (тепловые потери), определяемая по градиентутемпературы в стенкемодели лопатки,. измеряемому с помощьютермопар 7.Точность определения локальных коэЖициентов 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.3346рабочих спаев термопар к внутреннейповерхности нагревателя, что важнопри исследовании теплообмена поверхностей имеющих сложную геометрическую Аорму. Устройство для определения ло"кальных коэААициентов теплоотдачи,содержащее ленточный электрическийнагреватель, приклеенный к поверхности модели из диэлектрического материала, и термопары, каждая иэкоторых установлена в контакте свнутренней поверхностью электрического нагревателя плоской поверхностью рабочего спая, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, ленточный электрический нагреватель выполнен перфорированным с равномерной плотностью пердорации в поперечном и про дольном направлениях, при этом площадь перЬорапионной ячейки не превьицает 0,15 площади плоской поверхности рабочего спая термопары,