Способ определения коэффициента теплообмена в псевдоожиженном слое

(51)4 К 17 20 ЗОБРЕТЕНИЯ ИСА ния, Киную пслой,тепла лориметр, имеющ верхность и псе агревают изнутр остоянной мощно теплооожижен источни и. Чере ком ссообмена Я=(0,9-0,94)- после включник ения и иост калориметра и псевдоожиженного слоя. Значение коэффициента теплообмена находят путрм решения уравнения д+л+ -- (е-1)=0, где с(- коэффициентВотеплообмена между псевдоожиженным сло ем и поверхностью калориметра; Я - мощность источника тепла; Б - площадь теплообменной поверхности калориметра; М - масса калориметра; С - удельная теплоемкость калориметра;6 - разность температур наружной поверхности калориметра и псевдоожижен" ного слоя в момент времени 2, Способ позволяет сократить время измерения примерно в 10 раз, 3 ил,/ПодМ.: НТАЕофи азоб кс оп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕТЕПЛООБМЕНА В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛО(57) Изобретение относится к теплзическим измерениям, например к оределению коэффициента теплообменпри нестационарном режиме, Цель иретения позволяет сократить времяперимеитального определения коэффциента теплообмена между,псевдоожженным слоем и теплообменной ловестью при сохранении точности его пла измеряют разаружной поверхностиИзобретение относится к экспериментальной теплофизике, а именно кспособам определения коэффициентатгплообмена, и может быть использова.но для определения среднего по поверхности экспериментального участкакоэффициента теплообмена в условияхнестационарного теплообмена,Цель изобретения - сокращение времени определения коэффициента теплообмена при сохранении точности егоопределения,На фиг, 1 показана измерительнаясхема, реализующая предложенный способ; на Фиг. 2 - график зависимостиотносительной погрешности определениякоэффициента теплообмена от безразмерного времени проведения измерения;на фиг. 3 - график зависимости 20Хп( -- 9) от времени, полученного изИЫБэксперимента.Способ осуществляют следующим образом,25В псевдоожиженный слой 1 ( фиг. 1)помещают калориметр 2, внутри которого находится источник 3 тепла постоянной мощности Ъ, подключенный к источнику 4 питания через измеритель Ю5 мощности.С момента включения источника питания начинают отсчет времени (фиг.2),измеряют в условиях нестационарноготеплообмена разность температур наруж.З 5ной поверхности 6 и 7 калориметра исреды соответственно в момент, определяемый Соотношением=(О, 9-0, 94) 10й с помошью измерителя 8, а значение коэффициента теплообмена находят путем решения уравнениясБл8+ (е -1)=0, (2) где 8 - разность температур наружнойповерхности калориметра и среды в момент 7, определяемыйвыражением (1). Для проверки способа изготовлен калориметр, Датчик представпял собой медный толстостенный цилиндр диаметром 0,03 м и толщиной стенки 0,005 м, внутри которого располагался электрический нагреватель, намотанный на трубу из нержавеющей стали с изоляцией из асбокартона. Концы калориметра теплоизолировались тек столитовыми пробками, которые Фиксировались стя - гивающими гайками, Для измерения температуры поверхности калориметра служила хромель-копелевая термопара, изготовленная из темоэлектродного кабеля с диаметром жил 0,2 мм. Термопара располагалась в канале, просверленном вдоль образующей цилиндра, королек ее для обеспечения хорошого термического контакта со стенкой цилиндра припаивался серебряным припоем. Выделяемая в нагревателе мощность измерялась с помощью ваттметра Д 57. Разность температур между поверхностью датчика и псевдоожиженным слоем измерялась потенциометром ППс помощью двух термопар, включенных по дифференциальной схеме.Теплообмен изучался в псевдоожиженном слое аглопорита средним диаметром 2,0 б мм в колонне диаметром 0,7 м установки УЗПС-ЗМ,На фиг. 3 показана конкретная заМвисимость Хп(- -0) от времени, ВелиоБчина коэффициента теплооомена для выбранного режима (скорость Фильтрации воздуха И=1,3 м/с), измеренная стационарным методом по формуле (2), равна (15215,0) Вт/м К,Погрешность определялась по форму+ - +=0,034,А Ю д"8 сБстдЮ/И=0,02; сБ/Б=0,01; Вст=21,9 С;О=0,1 С. Время установления стационарного теплового режима 0,5 ч,БВеличина =находилась о соотСМ и для описанного калориметра равна 0,45 10 ф м К/Дж,Коэффициент теплообмена рассчитывали предлагаемым методом по уравнению (2 1 для приведенного на фиг, 3 режима (И=1,3 м/с).Величина ЫIЫ вычислялась по фрму3 143941Из экспериментальных данных видно, что при7200 с погрешность определения Ы не превышает погрешностипри стационарной методике измеренияЫ (0,034), Эта величина времени5-0,94)1 О 1/0,45 10 =200-209 с,Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет значительно (,- в 10 раз) сократить время проведения опытов при сохранении точности измерений,Формула изобретенияСпособ определения коэффициента теплообмена в псевдоожиженном слое, заключающийся в том, что калориметр помещают в исследуемую среду, нагревают изнутри источником тепла постоянной мощности, измеряют разность температур наружной поверхности кало риметра и псевдоожиженного слоя, а коэффициент теплообмена находят расчетным путем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения времени определения коэффициента ЗОб4теплое бмена при сохранении точностиего определения, разность температурнаружной поверхности металлическогокалориметра и псевдаожиженного слояизмеряют через время Г, равное: =(0,90-0,94) 10 где о -коэффициент теплообмена между псевдоожиженным слоем иповерхностью калориметра,Вт/мК;мощность источника тепла,Бт,площадь теплообменной поверхности калориметра, м ;масса калориметра, кг;удельная теплоемкость калориметра, Дж/кгК;разность температур (К 1 наружной поверхности калориметраи псевдоожиженного слоя в момент времени 7, с,после включения источника тепла, а значение коэффициента теплообмена находят из уравненияВ + в , (е " -)=О,1439416 Составитель А,ШевченкТехред И,Дидык ктор 3,1 ирняк Редактор А,Козори акаэ 6066 39 писн 1 ИИПИ 1303Еодственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 П Тираж 607 Государственн делам изобрете Москва, Ж, Р го комитета ССии и открытииушская наб., д