Датчик теплового потока

ЬОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 070978 (21) 2663350/18 - 25 р 1)м. к . С 01 3 5/38 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 15,0181,Бюллетень Й 9 2 Дата опубликования описания 25. 01. 81(54) ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА 10 Изобретение относится к устрой- ствам для измерения тепловых потоков и может быть использовано в теп/лометрии, в энергетической технике, теплофизических исследованиях для измерения больших тепловых потоков.Известно использование актинометров и ленточных тепломеров для измерения тепловых потоков 1.Недостатком данных устройств является низкая точность определения величины теплового потока. Наиболее близким к предлагаемомуявляется датчик теплового потока,15содержащий тепловоспринимающий элемент (тонкую мембранную полоску) иизмеритель деформации,В этом устройстве тепловоспринимающая полоска выполняется возможно 20тонкой, чтобы перепад температурыпо ее толщине и отвод тепла на концах были минимальными (21.Недостатками известного устройства являются непригодность датчикадля измерения больших тепловых потоков вследствие малой толщины тепловоспринимающей полоски, точность определения величины теплового потокасущественно зависит от условий теп- ЗО лообмена при измерениях и тарировки, датчик сложен по конструкции и не пригоден для измерения тепловых потоков, воспринимаемых стенками герметических теплоэнергетических установок.Цель изобретения - расширение диапазона измерений тепловых потоков.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве тепловоспринимающий элемент выполнен в ниде цилиндрической пластинки конечной толщины с теплоизолированными торцами, на тепловоспринимающей или теплоотдающей поверхности которой расположены измерители общей или изгибной составляющей главной относительной температурной деформации, например нетермокомпенсированные и термокомпенсированные тензодатчики, установленные на поверхности пластинки строго по окружности.Датчик основан на использовании для определения величины теплового потока измерения величины изгибной составляющей главной относительной температурной деформации, обусловленной перепадом температуры по толщине стенки, Поэтому отпадает необходимость в обеспечении минимально ноз 796667можной толщины тепловоспринимающейполоски, ограничивающей величинуизмеряемых тепловых потоков.На чертеже приведен общий видустройства, В устройстве на боковойповерхности цилиндрической пластинки 1, торцы которой теплоизолированы,смонтировано строго по окружности дваизмерителя относительной температурной деформации - измеритель 2 общейотносительной температурной ДеФормации и измеритель 3 изгибной составляющей главной относительной температурной деформации. При необходимости измерения величины теплового потока в цилиндрическую стенку тепловой установки в качестве пластинкидатчика 1 используется непосредственно стенка установки, на которую действует тепловой поток,Устройство работает следующим образом.Первоначально производится записьнулевого сигнала измерителей относительной температурной деформации.Затем боковую поверхность датчикаподзергают воздействию измеряемоготеплового потока и производят по достижению установившегося тепловогосостояния тепловоспринимающей пластинки 1 повторную запись сигналовизмерителей 2 и 3 относительной деформации. После измерения величиныобщей и иэгибной составляющей главной относительной температурной деФормации вычисляют величину измеряемого теплового потока, воспринимаемого стенкой датчика или тепловойустановки. Температуру определяют,используя зависимость между величйной относительной температурной деФормации температуры нагрева пластинки и коэффициентом линейного расширения материалаь 68 р. Ы, Величину теплового потока определяют по формулам: в случае неохлаждаемой тепловоспринимающей пластинки 1 и)в случае тепловоспринимающей стенкиохлаждаемой газом или жидкостью, гдеЕ, - изгибная составляющая глав 10 ной относительной температурной деформации стенки,Й фт- коэффициенты линейного расширения теплопроводностиматериала стенки,"с, Сс,ф 2= -безразмерный параметр,4 Ях,а с, С - массовый расход охладителяна единицу длины цилиндраи теплоемкость охладителя,26 Йд - коэффициент теплопроводности материала стенки,1,2 - радиус внутренней и внешней поверхности цилиндраили цилиндрической пластинки.Предлагаемое устройство позволяетсущественно увеличить точность и расширить область измерения тепловыхпотоковформула изобретенияДатчик теплового потока, содержащий тепловоспринимающий элемент иизмеритель его деформации, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона измерения тепловых потоков и повышения точности,тепловоспринимающий элемент выполненв виде цилиндрической пластинки степлоизолированными торцами, на по 40 верхности которой в направлении главной температурной деформации установлены измерители общей и иэгибной составляющей относительной температурной деформации.45 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Геращенко О.А. Основы теплометрии. Киев, "Наукова думка", 1971,с. ЗЗ.2. Геращенко О.А. Основы теплометрии. Киев, "Наукова думка", 1971,с. 15.796667 Составитель В.ЗайченкТехред Е.Гаврилешко рректор О.Билак едакто етров Заказ 97 дписно атент , г. Ужгород, ул. Проектная лиал ПП/58 Тираж 918ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и о113035, Москва, Ж, Раушс тета СССРкрытийая наб., д. 4/5