Способ и прибор для определения коэффициента теплопередачи в котлах

Класс 421, 12 М 7611 ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ОПИСАНИЕ способа и прибора для определения коэффициента теплопередачи в котлах, К патенту М. В. Кирпичева и Г. М. Кондратьева, заявленному 19 ноября 1926 года (ваяв. свид, Ы 14844).О выдаче патента опубликовано 31 января 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 января 1929 года, Предлагаемый способ основан на вычислении коэффициента тепло- передачи по методу неустановившегося теплового потока. На осно-. вании аналитической теории тепла можно вывести ряд формул, по которым, измеряя температуру в газоходе и одновременно внутри ци-, линдра, определенных геометрических размеров, с известным коэффициентом внутренней теплопроводности, плотности и теплоемкости, помещенного между трубками котла, возможно вычислить коэффициент теплопередачи в котлах.Прибор для осуществления предлагаемого способа, изображенный на чертеже, состоит из прямого круглого сечения цилиндра А, по оси которого просверлен канал С для помещения в нем одного спая термоэлектрического пирометра, соединенного последовательно с милли- вольтметром. Цилиндр снабжен рукояткой В, служащей для введения цилиндра в исследуемый газоход котла.Цилиндр А, в целях более удобной монтировки помещаемого в канал С пирометра, может быть изготовлен составным из отдельных хорошо пригнанных частей, при чем размеры цилиндра могут быть, напр., такие: Л = 2 сл, и высота Я = от 20 до 30 сл. Один спай термоэлемента находится внутри цилиндра в точке О, другой - снаружи в точке Л. Калориметр А вводят в пространство между трубкамикотла, так что температурные условия на поверхности его те же, как и для трубок котла, Обозначив через и в температу в точке О,- температуру снаружи в точке М газохода, С - температуру в любой точке цилиндра А, расстояние которой до оси цилиндра г, а расстояние ее от нижнего основания цилиндра - г; наблюдают нестационарный тепловой поток, возникающий в цилиндре А после ввода его в котел, для каждого момента времени -., отмечаемого хронометром; определяют разность 9 температур 1 и и посредством пирометра: о=г - м,Йналитическая теория тепла приводит к заключению, что,распределение температур в каждый момент временипо наступлении правильного режима (е 1 а 1 гедц 1 апзе) с достаточной точностью может быть выражено формулой: 1 - и=А соя (1 - со) 1, (рт) е - " (1)Входящие сюда величины связаны с коэффициентом теплопередачи а, с физическими постоянными веществами цилиндра и с его размерами системой уравнений: т= - 1 оупа 1 ра=ай(р+ У) ж=р.лв=У - г1х 1, ( 11 Яс(х). =а=ЬЛ, аср; Из опыта, -на основании наблюдений, произведенных в разныемоменты времени т над разностью1 - и = Ь, - мы получим зависимостьт=функц. 9,Первое из уравнений системы(2) позволит выразить при помощипоследней зависимости величину щ,как функцию 9, а из графика 3тогда может быть найдено а, какфункция 9. Таким образом задачавычисления а на основании опытных данных разрешена.Величина й соответствует тепловому напору между горячими гагде 9 - величина разности;- и в момент вр. ; 9 - ЬЬ - величина ее в момент вр, т+ Ь-; х, в, р,- вспомогательные неизвестные; Л с, о - коэффициент внутренней теплопроводности, теплоемкость и плотность вещества цилиндра; а - коэффиц. его температурной проводимости; Ь - отношение коэффициента тепло- передачи к коэффициенту теплопроводности; 4 и 1, - знаки Бесселевых функций 1-го рода порядков О и 1. 5 из уравнений системы (2) посредством исключения величин я, а, р, ч позволяют построить для данного цилиндра график зависимости т от а, уравнение которого обозначим: зами и поверхностью цилиндра, величина которого равна 1 - ы =9 где и, температура поверхностного слоя цилиндра (в сечении, проходящем через точку О). Для перехода от Ь к 9, аналитическая теориятепла дает зависимость9,=9 4 (х) , . . . (4),Величина А в формуле 1 есть постоянная, численное значение ко.торой определяется из начальнойтемпературы цилиндра.Таким образом приведенная теория позволяет сделать вычисление, определяющее величину коэффициента теплопередачи, на основании опытного измерения следующих величин:1) Разности между температурой газа в определенной точке М газо- хода и температурой в определен.ной точке О калориметра, при чем измеренйя производятся через определенные промежутки времени2) Геометрических размеров калориметра и физических постоянных вещества его, именно коэффициента внутренней теплопроводности, плотности и теплоемкости.Предмет патента.1, Способ определения коэффициента теплопередачи в котлах по методу неустановившегося теплового потока," характеризующийся тем, что через определенные промежутки времени определяют разности между температурой газа в определенной точке Л газохода и температурой в определенной точке О помещенного в пространство между трубками котла тела известных геометрических размеров и известных плотности, теплоемкости и коэффициента внутренней теплопроводности, пользуясь каковыми опытными данными, вычисляют коэффициент теплопередачи данного котла.2. Прибор для осуществления охарактеризованного в и. 1 способа, отличающийся тем, что он состоитиз прямого круглого сечения цилиндра А, по оси которого просверлен канал С для помещения в нем одного спая термоэлектриче ского пирометра, каковой. цилиндр снабжен рукояткой В, служащей для введения цилиндра в исследуемый газоход котла.