Устройство для определения коэффициента теплоотдачи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 17 Ы 1)5 601 К 0 ЗОБ ИСАН ЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯКОЭ Ф Ф ИЦИЕ НТА ТЕПЛООТДАЧИ(57) Использование; теплофизические измерения при проведении испытаний и доводкесистем охлаждения оптических приборов.Сущность изобретения, в полости проточноИзобретение относится к технике теплофизических измерений и может быть использовано при проектировании, испытаниях и доводке систем охлаждения оптических приборов и комплексов, в частности лазерных установок,Известно устройство для определения коэффициента теплоотдачи в теплообменниках, содержащее обогреваемую трубу, через которую проходит охлаждающая жидкость, термопару на выходе трубы и блок регистрацииНаиболее близким к предлагаемому по технической сущностиявляется устройство для определения коэффициента теплоотдачи, которое содержит источник теплового го теплообменника коаксиально размещены нагреватель в виде газоразрядной лампы и цилиндрический экран йз кварцевого стекла, На внешней поверхности нагревателя и экрана закреплены соответственно первая и четвертая термопары, Вторая и третья термопары установлены во входном и выходном патрубках теплообменника, Первая термопара фиксирует температуру Тю 1 поверхности, обусловленную воздействием конвективной и лучистойсоставляющих теплового потока от нагревателя, Четвертая термопара регистрирует температуру Таъ вызванную только воздействием излучателя от нагревателя. Температура Тг охлаждающей жидкости измеряется второй и гретьей термопарами, В измерительном блоке по показаниям термопар вычисляется коэффициент теплоотдачи, с учетом поправки на дополнительный нагрев первой термопары лучистой составляющей теплового потока. 1 ил. 4 потока с расположейной на его йо верх ности термопарой, помещенйи в цилйндр с жидкостью и двумя"термопарами на его входе и выходе, расходомер и блок регистрации,Недостатком известного устройства яв ляется низкая точность определения коэффициента теплоотдачи, обусловленная тем, р что наряду с измерением температуры, вызванной конвективной составляющей потока, термопара за счет поглощения лучистой составляющей дает завышенное значение температуры по сравнению с непоглощающей поверхностью источника теплового потока, если в качестве источника потока используется источник лучисто-конвективного потока энергии.Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента теплоотдачи.Поставленная цель достигается тем. что в устройство для определения коэффициента теплоотдачи, содержащее нагреватель в виде источника излучения с закрепленной на его внешней поверхности первой термопарой, размещенный в полости цилиндрического теплообменника, во входном и выходном патрубках которого установлены вторая и третья термопары для измерения температуры охлаждающей среды, и измерительный блок, к которому подключены термопары, введен цилиндрический экран из кварцевого стекла с четвертой термопарой, закрепленной на его внешней поверхности, размещенный коаксиально нагревателю, выполненному в виде газоразрядной лампы, с образованием кольцевого проточного канала для охлаждающей среды, при этом внутренний диаметр 01 теплообменника, внешний б 2-и внутренний бз диаметры цилиндрического экрана и диаметр нагревателя о 4 связаны между собой соотношением о 1 - 62 = оз - б 42 2 2 2Наличие цилиндрического экрана из кварцевого стекла с четвертой термопарой, закрепленнОй на его внешней поверхности, размещенного коаксиально нагревателю,выполненному в виде газорэзрядной лампы с образованием кольцевого проточного канала для охлаждающей среды обеспечивает определение коэффициента теплоотдачи с повышенной точностью.На чертеже изображено устройство, общий вид,Устройство содержит последовательно соединенные резервуар 1 с жидкостью, насос 2, расходомер 3, теплообменник 4, а также блок 5 регистрации. Теплообменник 4 состоит из цилиндра 6, источник 7 излуче- ния лучисто-конвективного потока с размещенной на его поверхности термопарой 8 и цилиндрического экрана 9 из кварцевого стекла с установленйой на его внешней поверхйости термопарой 10, а также термопар 11 и 12 на входном и выходном пэтрубках .теплообменника 4:Термопары 8 и 10 имеют одинаковые рэдиационйо-оптические свойства тепло- воспринимающих поверхностей, а диаметр цилиндра 6 (д 1), внешний (б 2) и внутренний (бз) диэметрй цилиндрического экрана и диаметр нагревателя (б 4) связаны между собой соотношеним о 1 -О 2 =оЗ -О 4Устройство работает следующим образом,Охлаждающая жидкость из резервуара 1 насосом 2 подается через расходомер 3 в теплообменник 4, охлаждая газоразрядную лампу 7. Температура Тю, вызванная по глощением конвективной и лучистой составляющих теплового потока, выделенных при работе газоразрядной лампы 7, регистри-. руется термопарой 8. Далее охлаждающая жидкость попадает в полость между цилин дром 6 и цилиндрическим экраном 9 и посту.пает обратно в резервуар 1. Слой жидкости между газоразрядной лампой 7 и цилиндри-ческим экраном 9 служит тепловым фильтром, который задерживает конвективную 15 составляющую теплового потока и пропускает лучистую составляющую, Температура Тю 2, вызванная воздействием лучистой составляющей, фиксируется термопэрой 10. Соотношение (1) диаметров га зоразрядной лампы 7, цилиндрического экрана 9 и цилиндра 6 обеспечивает одинаковые гидромеханические условия обтекания охлаждающей жидкостью термопар 8 и 10, Температура охлаждающей жидкости Т 1 25 оегистрируется термопэрами 11 и 12. Сбор и обработка первичной информации ведутся блоком 5 регистрации, Температура, вызванная поглощением воспринимающей поверхностью термопэры лучистой состав ляющей теплового потока и находящейся в среде с температурой Т, определяется как ЛТ = Та 2- Тг, Полученная поправка используется для нахождения Истинной температуры поверхности газоразрядной лампы 7, 35 Коэффициент теплоотдачи для теплообменных устройств с лучисто-конвективным потоком энергии рассчитывается по формуле аоТ 11-ДТ -Т 1 где ЛТ = Тю 2- Т;Тю - температура поверхности источника теплового патока, С; 45 Тщ 2 - ,температура, вызванная излучением источника теплового потока, С;Тг - температура охлаждающей жидкости, С;ц - удельный конвективный тепловой 50 поток, Вт/м .Таким образом, предлагаемое устройство для определения коэффициента теплоотдачи позволяет по сравнению с известным 55 повысить точность определения коэффици- ента теплоотдачи для теплообменников с источниками лучисто-конвективного потока энергии, выбрать оптимальные конструктивные параметры сисгем охлаждения рас1747956 формула изобретения оставитель А.Зубковехред М.Моргентал Корректор С.Черн Редактор А,О Заказ 2496 Тираж , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4/5 роизводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 сматриваемых устройств, повысить их надежность и долговечность,Устройство для определения коэффициента теплоотдачи, содержащее нагреватель в виде источника излучения с закрепленной на его внешней поверхности первой термопарой, размещенный в полости цилиндрического теплообменника, во входном и выходном патрубках которого установлены вторая и третья термопары для измерения температуры охлаждающей среды; и измерительный блок, к которому подключены термопары, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен цилиндрический экран из кварцевого стекла с четвертой термопарой, закрепленной на 5 его внешней поверхности, размещенныйкоаксиально нагревателю, выполненному в виде газоразрядной лампы, С образованием кольцевого проточного канала для охлаждающей среды, при этом внутренний диаметр д 1 10 теплообменника, внешний б 2 и внутреннийдз диаметры цилиндрического экрана и диаметр нагревателя б 4 связаны между собой соотношением