Устройство для определения составляющих теплообмена в газовых потоках

ОПИСАпИ ИЗ ОБРЕТЕН И Союз СоветскихоцналнстнческнРеспублик 16798 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(22) Заявлено 1103.77 (21) 2461408/18-10с присоединением заявки Йф 2 01 К 17/ОГосударствениыЯ комите СССР но дедам изобретениЯ и открытиЯ(088.8 ата опубликования описания 150879 72) Авторы ю. А изобретения ыгин, И. И. Лысакав, М.И.Марьямчик, Е. Г, Воротников С.А.Степаненко и В.И.Сухинин ьневосточный ордена Трудового Красного Знамеолитехнический институт им, В.В.Куйбышеваи Ленинградский политехнический институт) Заявители ТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИ ТЕПЛООБМЕНА В ГАЗОВЫХ ПОТОКАХ плоЯо для измерения 20теплообмена, рических теплох на конце трубго корпуса 12 .во также имеет 25 спользовании их частицы, так приемников должнь черноты, коне должна ме- ЗО Известно устройств составляющих сложного содержащее два цилинд приемника, размешенны чатого водоохлаждаемоИзвестное устройст низкую точность при и в потоках, содержащих как поверхности тепло ны иметь разную степе торая, в свою очередь няться. Изобретение относится к области тепловых измерений, и может быть использовано для исследования те обмена в различных системах с гар чими газовыми потокамиИзвестны устройства для измерения составляющих сложноГо теплообмена, содержащие теплоприемник и прозрачный экран. Измерения такими устрайстО вами проводятся в два приема: сначала измеряется полный тепловой поток, а затем с экраном - только лучистая составляющая 11.Известные устройства имеют низкую точность при использовании их в га зовых потоках, содержащих твердые или жидкие частицы. Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, чта в устройстве для определения составляющих сложного теплоаб-,мена, содержащем два цилиндрических теплоприемника, размещенных наконце трубчатого водоахлаждаемагокорпуса, тепловоспринимаюшие поверхности теплаприемников имеют различный радиус кривизны при одинаковойстепени черноты и связаны между сабовставкой с конусной поверхностью.На чертеже изображено предлагаемое устройство,Устройство содержит водоохлаждаюшикорпус 1 со штуцерами 2 и 3, На конце корпуса установлен твплоприемныйблок 4, состоящий иэ двух цилиндрических теплоприемников 5 и 6 раэличнога диаметра, связанных между собойвставкой 7 с конусной поверхностью.Внутренние цилиндры 8,9 имеют кольцевые каналы 10,11 для протока охлаждаюшей воды. На внешней поверхности каждога внутреннего цилиндра выполненадвухзаходная резьба, образующая винтовые ребра 12 для обеспечения равномерного обмывания внутренней поверхности теплоприемников рабочей679824 10 115 20 30 40 ц Иаы ).ЕОа,45 мпературв боль ды е наружндра к е к л сход в тношен го цил ккал/час ас (7) Егде О,( и Я(7)ф (8)ф с (9) 2Подставляяормулы (6 ) мерений ), полу жидкостью. Внутри вставки 7 установлена вставка 13, образующая с нейканал 14, который соединяет междусобой кольцевые каналы 10 и 11 цилинд"ров 5 и б. Внутри корпуса 1 расположены водоподводящая 15 и водоотводя"щая 16 трубы, с помощью которых обеспечивается охлаждение теплоприемников. Между внутренними цилиндрами 8и 9 и подводящей трубой 15 установлены водонепроницаемые перегородки17 и 18. На входе и выходе кольцевых каналов. 10 и 11 установлены диф"ференциальные термопары 19 и 20,причем расстояния между их спаямив обоих теплоприемниках одинаковы.Провода термопар выводятся черезтрубку 21, расположенную внутри водоотводящей трубы 16. Устройство работает следующим образом. Малый теплоприемник б зонда 4 устанавливают так, чтобы его герметический центр совпадал с точкой А пространства системы, в которой необходимо произвести определение составляющих твплообмена, причем необходимо, чтобы поток горячих газов омывал теплоприемник поперек оси цилиндра. Расход рабочей жидкости через теплоприемник устанавливают постоянным. Как только показания термопар 20 стабилизируются, фиксируют перепад температуры рабочей жидкости (воды) на входе и выходе малого цилиндра (а). Затем устройство перемещают вдоль оси так, чтобы на месте малого цилиндра стал большой, замеряют термопарой 19 перепад температур рабочей жидкости в этом цилиндре (а 1). Расход жидкости С в обоих случаях поддерживается постоянным. В такой же последовательности зондируются другие точки пространства системы. Для определения составляющихсложного теплообмена необходимо ршить систему уравнений измеренные суммарные значения тепловоспри тий первого и второг теплообменников соот ветственно 1лучистые тепловоспри тия первого и второг теплоприемников соот ветственно; О и Ч - конвективные тепловос 1 2приятия первого и второго теплоприемниковсоответственно;величины определяющегогеометрического размера первого и второготеплопривмников соответственной - коэффициент критериального уравнения конвективного теплообмена,не равный единице, зависящий от условий обтекания, но не зависящий от определяющегоразмера твплоприемников.Известно, что при поперечном омывании тела цилиндрической формы и а 0,46 в диапазоне йв80 5 103 и в 0,6 в диапазоне Ве .5 10 э Так как второй диайазон является наиболее характерным для точных устройств и других систем с горячими газами, для преобразования возьмем и = 0,6.учитывая, что при равной длине цилиндров лучистая составляющая тепловосприятия пропорциональна диаметру теплоприемника, можно преобраэовать третье выражение системы (1)5 о-(е, а,и четвертое выражение той же систеРешая систему (1) относительнолк Яки С 1 лю Ч с учетом (2) и (3) .получйм: . Е в1 2 (4)а Если Ь 1 - приращводы в малом цилиндшом цилиндре 1 С - ркг/час;.У / : с 3 в 3 вных диаметров большмалому, ток 6(дЧ-а 1 15 1 ч (4 ю,4)к (а 1 а 2)0(г у +,( Аналогично выводятся выражения:.Билак 36 Ти ЦНИИПИ Государстпо делам изобр 5, Москва, Ж,аказ 477 аж 766енного комитета Стений и открытийРаушская наб., д. 4 ПодписноеССР1130 илиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,чают искомые составляющие сложно 1 о теплообмена,Применение данного устройства позволяет производить определение составляющих сложного теплообмена с достаточной точностью практически в любых системах с горючими газами вне зависимости от запыленности потока и сажеобразования, так как, равенство степеней черноты теплоприемников поддерживается.автоматичес ки.Основной исходный параметр данного устройства - отношение диаметров цилиндрических теплоприемников остается постоянным независимо от свойств среды, в которой производятся измерения, и его легко определить с большой точностью, что исключает необходимость тарировок устройстваформула изобретенияустройство для определения составляющих теплообмена в газовых потоках, содержащее два цилиндрическихтеплоприемника, размещенных на конце трубчатого водоохлаждаемого корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения, тепловоспринимающие поверхности теплоприемников выполнены сразличными радиусами кривизны приодинаковой степени черноты и связанымежду собой вставкой с конусной поверхностью,Источники информации, принятыево.внимание при экспертизе 1. Геращенко О.А., федотов В.Г. Тепловые и температурные измеренияСправочное реководство, 1965, с. 272-273. 2. Авторское свидетельство СССР9201732, кл. 6 01 К 17/02, 1968;