Способ определения конвективного коэффициента теплоотдачи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет С 01 К 17/16 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНВЕКТИВНОРО КОЭФФИЦИЕНТАТЕПЛООТДАЧИ с:,15 25 Изобретение относится к термометрии, в частности к измерению конвективных коэффициентов тепло- отдачи объектов, нагреваемых как внутренними, так и наружными источниками тепла. Известен способ измерения конвективного коэффициента теплоотдачи, заключающийся в обдуве в измерительном канале потоком охлаждающего воздуха нагретого объекта 1).Однако для реализации известного способа требуется сложная контрольно-измерительная аппаратура.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения конвективного. коэффициента теплоотдачи, заключающийся в обдуве в измерительном канале потоком охлаждающего воздуха нагретого объекта, получении заданного значения температуры объекта при помощи регулирования уровня турбулентности потока воздуха н определении коэффициента теплоотдачи расчетным путем 2.Для реализации этого способа также требуется сложная и дорогостоящая аппаратура. Цель .изобретения - упрощение способа за счет приборной реализации.Поставленная цель достнгается тем, что согласно способу охлаждающий поток воздуха ионизируют, сообщают ему постоянную скорость, к внутренней поверхности стенок канала подводят регулируемое электрическое напряжение, измеряют уровень турбулентности и определяют искомую величину по формуле где О - измеренное напряжение настенках канала;20 коэффициент теплопроводности охлаждающего воздуха;характерный размер нагретогообъекта;с и и - коэффициенты, зависящие отФормы и размеров нагретогообъекта в измерительном канале.На Фиг.1 показано устройство дляреализации способа; на фиг.2 - граФически связь между температуроймодуля, критериями Нуссельта и Рей 970143иольдса; на фиг.3 - значения коэфФициентов С и И для измеряемых объектов различной формы.Устройство для реализации способавключает измеряемый нагретый объект1, стекла 2 и 3, металлический кожух 4, вентильные патрубки 5 и 6,полоски 7 из алюминиевой фольги,источник 8 постоянного тока, ионизатор 9, дроссельную заслонку 10, термопары 11, вольтметр 12, мерную ди Оафрагму 13 и микроманометр 14,Способ определения конвективногокоэффициента теплоотдачи осуществляют следующим образом.Измеряемый объект 1 (модуль) 15помещают в измерительный канал,состоящий из двух параллельных оконных стекол 2 и 3 размером 300,300 мм,закрепленных на расстоянии 50 ммдруг от друга, и металлического кожуха 4, снабженного вентиляционнымивходным 5 и выходным 6 патрубками,На стекла с шагом 60 мм наклеенопо четыре полоски 7 из алюминиевойфольги. Полоски электрически соединены с источником 8 постоянного тока. Охлаждающий воздух отбираетсяот воздушной магистрали с рабочимдавлением 2 10 Па и проходит черезионизатор 9, Расход и скорость воздуха регулируют дроссельной заслонкой 10. Температуру модуля, стеколи воздуха контролируют термопарами11. Напряжение, подаваемое-на полоски, измеряЮт вольтметром 12. Расходвоздуха измеряют диафрагмой 13 и 35присоединенным к ней микроманометром 14.Для определения коэффициентовс и и в формуле (1) проводят следующие операции. При отключенных 4 Оисточнике 8 питания и ионизаторе 9для диапазона скоростей потока 0,252,5 м/с получают эмпирические зависимости Не = Г(с.), где с - температура модуля (фиг.2, кривая а),и Нц = Г(йе) (фиг;2, кривая б) . Привключенных источнике 8 питания иионизаторе 9 для скорости 0,5 м/сполучают эмпирическую зависимостьБ = й(т) (Фиг.2, кривая в ). Наосновании полученных данных последовательно строят зависимости (1- Е(йе) (фиг.2, кривая г) и ИцЕ(П) (фиг.2, кривая д).Кривая д аппроксимируется в видеМц = сП, где с = 1,32,п =: 0,31.При температуре модуля 60 фС, температуре охлаждающего воздуха 22 СВти ,= 0,026 - турбулирующеем граднапряжение равно 800 В а критерий 6 ОНуссельта Бц = 1,32800= 12, чтоф 01соответствует скорости обдува 1,6 м/с.В соответствии с,этим конвективный коэффициент теплоотдачи модуля равенВт3,51 , а формула (1) приобретает видПредлагаемый способ позволяетизмерить конвективный коэффициент теплоотдачи нагретых объектов путем использования обычных вольтметров и без применения устройств для регулирования и контроля скорости потока, причем измеренные значения могут соответствовать большому диапазону скоростей потока.Формула изобретенияСпособ определения конвективного коэффициента теплоотдачи, заключающийся в обдуве в измерительном канале потоком охлаждающего воздуха нагретого объекта, получении заданного значения температуры объекта при помощи регулирования уровня турбулентности потока воздуха и определении коэффициента теплоотдачи расчетным путем, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью его упрощения за счет приборной реализации, охлаждающий поток воздуха ионизируют, сообщают ему постоянную скорость, к внутренней поверхности стенок канала подводят регулируемое электрическое напряжение, измеряют уровень турбулентности и определяют искомую величину по ФормулеАСО е где - измеренное напряжение настенках канала;коэффициент теплопроводностиохлаждающего воздуха;Е - характерный размер нагретогообъекта;С нИ - коэффициенты, зависящие отФормы и размеров нагретогообъекта в измерительном канале.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 210425, кл. С 01 К 17/16, 1966.2. Нарежной Э.Г. и др. Расчеттеплоотдачи и аэродинамическогосопротивления пакета плоских модулейс односторонним расположением интегральньи микросхем в корпусах типаПосол.-В сб.: Вопросы судостроения, сер. общетехническая, вып,21,ЦНИИ фРумб, )976 (прототип)./49 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раушс