Устройство для определения коэффициента теплообмена

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимесних

Республик (61) Дополните, ьное. к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.09.76 (21 ) 2 т06340/1 8-1 0 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02 78.Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 23.01.78 (о1) М. Кл.

G 01 К g7/00

Гасударстаенный камнтет

Савата Мнннстраа СССР аа делам нзааретаннй

N аткрытнй

y8) УДУ 536.52 (088.8) (72) Авторы изобретения Э. Е. Прохач, A. A. Зобнин и И Д, 1аркуша (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ТЕПЛООБМЕНА

Изобретение относится к области тепловых измерений.

Известны устройства для определения коэффициентов теплообмена, содержащие теплообменник, датчик температур и регист5 рирующую аппаратуру (2 ), Коэффициент теплообменника с помощью таких устройств определяют расчетным пут™ по известным аналитическим зависимостям.

Известно также устройство для опреде- 1Е ления коэффициентов теплообмена, содержащее датчик теплового потока,.датчик разности температур и регистрирующую аппаратуру (2 1 .

Коэффициент теплообмена определяют по известным аналогическим зависимостям.

Определение коэффициента теплообмена по аналитическим зависимостям является достаточно трудоемким процессом.

Е(ель изобретения — непосредственное аа измерение коэффициентов теплообмена.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее датчик теплового потока и датчик разности температур сред ы и поверхности объекта, введен измерительный мост, 25 в одну диагональ которого включен датчик ,теплового потока, последовательно соедин ненный с нуль-индикатором, а в другую диагональ - усилитель датчика разности температур. Шкала нуль-индикатора отградуирована в единицах измерения коэффициента теплообмена.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 теплового потока, датчик 2 разности. температур среды и поверхности объекта, усилитель 3, измерительный мост 4 и нуль-индикатор 5.

Термоэлектрический датчик теплового потока выполнен в виде вспомогательной стенки из большого числа последовательно включенных плотно спрессованных ликротермоэлементов ленточной термобатареи.

ЭДС такого датчика пропорциональна плот ности теплового потока.

Датчик разности температур 2 выполнен, например, в виде батарейной дифференциальной термопары, одна группа спаев которой установлена на поверхности объекта, вторая помещена в среду.

591 724

Измерительный мост 4 имеет резисторы

k g и реохорд Я,, подвижный контакт

1 которого снабжен указателем и шкалой, отградуированной в единицах измерения коээфициента теппообмена. Нуль-индикатор

5 имеет усилитель и реверсивный электродвигатель кинематически связанный с подвижным контактом реоходра измеритепьного моста 4. Датчик 1 теплового потока пос- . педоватепьно соединен с нуль-индикатором 10

5 и подключен к диагонали АВ измерительного моста 4, причем ЭДС датчика теплового потока направлена навстоечу напряжению в точках A и В. Датчик разности температур 2 подключен ко входу усилителя 3, выход которого включен в диагональ СД измерительного моста 4.

Устройство работает спедуюшим образом, Сигнал E at датчика разности темпера- 20 тур 2 поступает на вход усилителя 3. Напряжение в точках AB измерительного моста 4 равно:

У„КЕ (i+ +2)R

25 где

K — коэффициент усиления усилители 3

p — сопротивпение:левого плеча реохорда R..

Измерительный мост 4 будет находиться в равновесии (ток в диагонали AB равен нулю), если напряжение Usa равно напряжению датчика теплового потока

E =- Ua . Откуда получим

Р Ri ЕХ

R4+ R2 KEAt Из этого выражения следует, что вепичина сопротивления r левого плеча реохорда R, а, следовательно, и положение указателя, жестко связанного с подвижным контактом реохорда, однозначно определяется отношением Е, /Ед

При изменении сигнала датчика разности температур ипи сигнала датчика теплового потока наступает разбаланс измеритепь45 ного моста -4. Нескомпенсированное напряжение в диагонали AB поступает на вход усилителя нуль-индикатора 5 и приводит к врашению электродвигатель в напряжении, 50 зависящем от фазы напражения, подаваемого иэ него с выхода усилителя, и перемешает подвижный контакт реохорда R до тех пор, 4 пока не наступит равновесие измерительного моста 4. Указатель при этом займет вполне определенное положение.

По определению коэффициент теппообмена равен о(. = g/ ;, где (— тепловой поток, oE — коэффициент теппообмена, at — разность температур среды и поверхности объекта.

С другой стороны %=С, Е>, bt=C2E«, где С, С вЂ” коэффициенты, определяемые градуировкой. Поэтому о = — — = — -"СгК„Ка, Таким образом, положение указателя подвижного контакта реохорда измерительного моста 4, определяемое отношением

E%/Е t,будет соответствовать опредепеннодЪ му значению коэффициента теплообмена.

Непосредственное измерение коэффициентов теппообмена позволяет уменьшить дополнительные погрешности при обработке результатов эксперимента и сократить дпитепьность экспериментальных исспедований.

Формула изобретения

Устройство дпя определения коэффициен- . та теппообмена, содержашее включенные в нзмеритепьную схему датчик теплового потока и датчик разности температур среды и поверхности объекта, о т и и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью непосредственного измерения коэффициента теппообмена иэмеритепьная схема содержит мост, в два смежных плеча которого включен: реохорд, причем в одну диагональ моста через нульиндикатор, имеющий электрическую и механическую связь с валом реохорда, включен датчик теплового потока, а в другую диагональ — датчик разности температур.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Петухов Б. С. Опытное изучение процессов теппопередачи, Госэнергоиздат, 1952, с. 168-194.

2. Кудрявцев Е. В. и др. "Нестационарный теппообмен, изд. AH СССР, 1961, с. 38-54.

591 724

Составитель Ю, Андриянов

Редактор Г. Кузьмина Техред А. Богдан Корректор А Власенко

Заказ 579/35. Тираж 831 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ввушская наб., д, 4/S

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4