Способ экспериментального определения коэффициента теплоотдачи

п тьнт нв-те киче.„-кая б 1йлиутера

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н»781617

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260678 (21) 2635628/18-10 (51) м. к.

G 01 К 17/20 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.1180, Бюллетень М 43 (53) УДК 536. 245 (088;8) Дата опубликования описания 23,11,80 (Ъ (72) Авторы изобретения

If.Ï.Ñåðãååâ, В.A.Ìèòþõèí и П.A.Oëåéíêê (7t) Заявитель т (54) СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ

Изобретение относится к экспериментальной теплофиэике,а более конкретно-к способам экспериментального определения коэффициента теплоотдачи и может быть использовано для опреде- 5 ления среднего по длине экспериментального,участка коэффициента тенлоотдачи в условиях установившихся синусоидальных по форме автоколебаний электрической мощности, подводимой к экс — fp периментальному участку.

Существует способ экспериментального определения коэффициента теплоотдачи, основанный на измерении температуры охлаждающей жидкости, f5 температуры поверхности теплообмена экспериментального участка и теплового потока с последующим.определением коэффициента теплоотдачи по формуле а g/ (Т,, — Тз) И ы где сс. - коэффициент теплоотдачи;

Те» - температура поверхности теплосъема т

Тэк - температура жидкости;

g — тепловой поток. 25

Однако этому способу присущ-существенный недостаток, заключающийся в том, что измерение температуры поверхности теплосъема экспериментального участка сложной геометрии пред» gp

2 ставляет собой трудоемкую и часто технически неразрешимую задачу, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ экспериментального определения коэффициента. теплоотдачи, путем прокачивания жидкости через обогреваемый экспериментальный участок в условиях установив-. шихся автоколебаний электрической мощности, подводимой к экспериментальному участку, и измерения температуры жидкости. Этот способ неопределенных коэффициентов требует определения температуры стенки экспериментального участка g2) .

Недостатком данного способа является большая сложность в определении коэффициента теплоотдачи среднего по длине экспериментального участка и невозможности точного определения температуры стенки и теплового потока на стенке .в начальные моменты времени.

Цель изобретения — упрощение определения среднего по длине экспериментального участка коэффициента теплоотдачи.

Указанная цель достигается тем, что сигналом, пропорциональным температуре жидкости на выходе из экспери781617 мейтального участка, возбуждают автоколебания электрической мощности, подводимой к экспериментальному участку, измеряют частоту автоколебаний и определяют коэффициент теплоотдачи по формуле, функций элементов замкнутой системы

I можно получить уравнение 2.

Устройство для осуществления способа экспериментального определения ко коэффициента теплоотдачи работает следую@им образом.

Через электрообогреваемый экспериментальный участок 5, подсоединенный з" 1 >„ ii „ 4 х к системе 4 управления и поддержания электрической мощности на эксперимен-. тальном участке, прокачивают с требуемым расходом и температурой на входе дистиллат. Расход дистиллата и еготемпературу на входе поддерживают постоянными. Измеряют температуру дисст) сл S С с,т Усл с.т тиллата на выходе из эксперименталь15 ного участка, электрический сигнал а*

4 — частота автоколебаний * > с "термопары 2 йодают через усилитель

- длина экспериментального 2 в блок 3 сравнения системы 4 управучастка (м); ления и поддержания электрической

И вЂ” скорость движения жидкости (†);; мощности на экспериментальном участtk — время прохода жидкости (c)" Щ ке. Увеличивают коэффициент усиления

S - площадь сечения эксперименталь-. Усилителя до возникновения автоколеного участка (м ); баний электрической мощности на

Б — площадь сечения жидкости (м ); экспериментальном"участке. Измеряют » — плотность жидкости (кг/м );. частоту автоколебаний и, подставив

О "- плотность материала стенки 5 в уравнение 2 экспериментально изме« экспериментального участка ренные величины, решают это уравне(кг/м ); ние относительно коэффициента теплоС„-- теплоемкость жидкости отдачи. (дж/кгпв град)р Использование предложенного спосоСс = теплоемкость материала стенки ба определения среднего по длине экспериментального участка коэффициейта теПлоотдачи обеспечива(дж/кг град); " ет по сравнению с существующими спо- смоченный периметр (м), собами следующие преимущества: возпостоянная времени эксперимен можность непосредственно получить тал»ьного участка (с); средний по длийе экспериментального с» - коэффициент теплоотдачи З5 участка коэффициент теплоотдачи без (вт/м . град) . дополнительных расчетов через локальна чертеже представлена схема уст ные коэффиЦиенты теплоотДачи; сУЩестройства, осуществляющего способ эк- венно упРостить способ, так как не спериментального определения коэффи- требуется измерения температуры стен " циента тепльотдачи. : " — 4() ки экспериментального участка, что

Устройство содержит датчик 2 темпе позволяет определить средний коэффи " ратуры, =усилитель 2 сигнала"с датч„- циент теплоотдачи для участков пракка температуры, блок 3 сравнения уси тически любой геометрии. ленного сигнала с датчика температуры с сигналом с задатчика электричес- 4 кой мощности на экспериментальном участке, систему 4 управления и под— - держания" электрической мощности на Способ экспериментального опредеэкспериментальном участке и экспери- ления коэффициента теплоотдачи пу-ментальный участок 5., — - -. О тем прокачивания жидкости через обоУстройство представляет собой сис- греваемый Экспериментальный участок тему с обратной отрицательной связью в условиях установившихся автоколебапо ieMiiepaiype жидкости йа выходе из ний электрической мощности, подводиэкспериментального участка, с пере- мой к экспериментальному участку, и менным коэффициентом усиления обрат- измерения температуры жидкости, о т ной связи, . - 1 -л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с це лью упрощения определения среднего по

При определенном коэффициенте уси- по длине экспериментального участка ления сигнала с датчика температуры в коэффициента теплоотдачи, сигналом, системе возникают автоколебайия-элек-, пропорциональным температуре жидкосй3 йческой мощности- с"частотой обуслав-50 тй на выходе из экспериментального лйваемой коэффициентом теплоотдачи-на участка, возбуждают автоколебания экспериментальном участке, Из" ус3ЙЙйя электрической мощности, подводимой к границы устойчивости- замкнутой" cBc- . " эйсперимейтИТЬйому участку, измеряют. "---темй с обратной отрицательнсй .связью, частбту автоколебаний и определяют подставив выражения для передаточных gg коэффициент теплоотдачн по формуле

781617

Я Х . 0 - плотность материала стенки

4. 1 Х + й., ., экспериментального участка

1+ уЯ ) q-ps " "6 + а h . () ;)

С вЂ” теплоемкость жидкости

ГДВ V=-ИФ ° =- a =- . СВа,),а „ . (дж/кг. град);

gy © © С тецлоемкость материала стенки g"1 Ф П экспериментального участка (дж/кг.град)g c Рт Ь4, - смоченный периметр (м) g : д — постоянная времени эксперимен- частота автоколебаний (-{:-)у . тального участка (c);

В " длина экспериментального !О ю — коэФФициент теплоотдачн участка (м), (вт/м .град), W - скорость движения жидкости Источники инФормацин, ф) принятые so внимание при экспертизе

1 - время прохода жидкости (с); 1, Михеев М.й. Основы теплоотдачи, 8 плоцадь сечения эксперимен 1$ М., ГЭИ, 1949, с, 314, тального участка.(м ); 2, Кошкин В.Х. и др. Нестационарный

8 - плоцадь сечения жидкости (м ) теплообмен, М., Машиностроение, р - плотность жидкости (кг/м ); 1973, с, 50-65 (прототип).

Составитель A,Âàãäîíàñ

Редактор Л.Кеви Техред С.Мигунова Корректор Ю.Макаренко

Заказ 8114/43 Тираж. 713 Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, а