Устройство для исследования теплообмена Советский патент 1983 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к области экспериментальной физики, в частнос ти к устройствам для измерения коэф фициента теплоотдачи при мегаваттны тепловых нагрузках, неоднородных по поверхности, и может быть использовано в технической и ядерной физике радиоэлектронике и других Отраслях техники. Известно устройство, представляю щее собой теплообменник в .виде колпачка, охлаждаемого изнутри жидкостью, подводимой через сопло. Обогре колпачка осуществляется закрепленны на нем электрическим нагревателем. Температура колпачка определяется с помощью термопар, установленных н его наружной поверхности 1. В результате неточности измерени температуры стенки из-за перетоков тепла погрешность определения коэфф циента теплоотдачи может превысить 100%. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус ройство для исследования теплообмена, содержащее вакуумную камеру с катодом и анодом, выполненным в виде тупиковой камеры с массивным дном, с соплом для подвода и каналом для отвода теплоносителя и термопары, размещенные по радиусу на охлаждаемой поверхности дна тупиковой камеры {2. Недостатком указанного устройств является низкая точность измерения коэффициента теплоотдачи вследствие значительной погрешности в определе нии температуры стенки из-за воэник .кщих в ней перетоков тепла. Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента теплоотдачи. Указанная цель достигается тем, что устройство для исследования теплообмена, содержащее в&куумную камеру с катодом и анодом, выполненным в виде тупиковой камеры с массивным дном, с соплом для подвода и каналом для отвода теплоносителя, и термопары, размещенные по радиусу на охлаждаемой поверхности дна тупиковой камеры, снабжено дополнительными соплами, жестко соединенными одно о другим и установленными с возможностью поворота и пере мещения по вертикали относительно дна тупиковой камеры, и дополнительными термопарами, расположенными на нагреваемой поверхности дна тупиковой камеры и отделенными одно от другой пазами, выполненными в продольном и попереч ном направлениях и заполненными материалом с малым коэффициентом тепло проводности. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - дно тупиковой камеры. Устройство содержит вакуумную камеру 1 с катодом 2 и анодом, выполненным в виде тупиковой камеры с массивным дном 3, с соплом 4 для подвода и каналом 5 для отвода теплоносителя, термопары 6, размещенные по радиусу на охлаждаемой поверхности дна тупиковой камеры, термопары 7 на нагреваемой поверхности дна тупиковой камеры, трубную доску 8, жестко соединяющую сопла одно с другим, винт 9 перемещающий сопла в вертикальном направлении, поворотное устройство 10 для враидения сопел относительно дна тупиковой камеры, фиксатор 11, жестко связывающий поворотное устрой ство и трубную доску. Тупиковая камера служит для подвода к ее дну и отвода от него теплоносителя и представляет собой стакан, охватывающий боковой стенкой сопла, по которым подводится теплоноситель. Теплоноситель отводится в пространствах между соплами и боковой стенкой стакана. Массивное медное дно тупиковой камеры служит анот дом и нагревается при электронном нагреве. Через него передаются и по дТ в нем измеряются мегаваттные тепловые нагрузки. На нагреваемой и охлаждаемой сторонах дна установлены термоп-ары, с помощью которых фиксируются распределения температуры по поверхности. Для уменьшения перетечек тепла дно тупиковой камеры выполнено с пазами 12 (представляют собой прорез 4), в продольном и поперечном направлениях, заполненными материалом 13 с малым коэффициентом теплопроводности. Устройство работает следующим образом. В вакуумной камере 1 с катодом 2 и анодом 3, являющимся дном тупиковой камеры, создается вакуум рт.ст. Сопла 4, по которым подводится теплоноситель, жестко связанные трубной доской 8, с помощью поворотного устройства 10, фиксатора 11, винта 9 устанавливаются на заданных положении и расстоянии относительно дна 3 тупиковой камеры. Через них подается теплоноситель с определенным расходом и температурой. Производится электронный нагрев дна 3 тупиковой камеры. По градиенту AT в дне 3 тупиковой камеры, определенному с помощью термопар 7 на нагреваемой поверхности и термопар б на охлаждаемой поверхности, находится передаваемый тепловой поток. С помощью винта 9 изменяемся расстояние между соплами 4 и дном 3 тупиковой камеры и проводятся указанные измерения. В результате определяются условия для равномерного эффективного теплосъема с дна 3 тупиковой камеры.

Данная конструкция устройства позволяет в значительной степени повысить точность исследования коэффициента теплоотдачи при больших неоднородных тепловых нагрузках.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВА.НИЯ ТЕПЛООБМЕНА, содержащее вакуумную камеру с катодом и анодом, выполненным в виде тупиковой камеры с массивным дном, с соплом для подвода и каналом для отвода теплоносителя, и термопары, размещенные по радиусу на охлаждаемой поверхности дна тупиковой камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента теплоотдачи, оно снабжено дополнительными соплами, жестко соединенными друг с другом и установленными с возможностью поворота и перемещения по вертикали относительно дна тупиковой кгичеры, и дополнительными термопарами, расположенными на нагреваемой поверхнос ти дна тупиковой камеры и отделенными друг от друга пазами, выполненными в продольном и поперечном направлениях и заполненными материалом с малым коэффициентом теплопроводности. У1 4;iib :л 4