Способ контроля качества механического соединения оребренной оболочки с несущей трубой в биметаллической трубе Советский патент 1986 года по МПК F28D1/00 G01K17/08 

Изобретение относится к способам испытаний и предназначено для оценк качества механического соединения оребренной оболочки с несущей трубо при изготовлении биметаллических оребренных труб.

Цель изобретения - порьшение точности и скорости контроля за счет одновременного измерения стационарно теплового потока с поверхности оребренной биметаллической трубы по все ее длине.

На фиг.1 изображена принципиальн схема установки, реализующей предлагаемый способ, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид спереди.

Испытательный стенд состоит из оребренной биметаллической трубы 1, кожуха 2, входного 3 и выходного 4 патрубков, вентилятора 5, штуцеров для подключения оребренной трубы к теплоносителю датчиков 6 и 7 измерения температуры воздуха перед биметаллической трубой и на выходе из испытательного стенда, регистрирующего прибора 8 и патрубков 9 для снабжения биметаллической трубы греющим теплоносителем.

Контроль надежности механическог соединения предлагаемым способом осуществляется следующим образом.

Контролируемую оребренную биметаллическую трубу 1 промышленной длины устанавливают в кожух 2 и подают внутрь трубы через один из патрубко 9 греющий теплоноситель постоянных параметров, например водяной пар. Включают вентилятор 5, который забирает воздух из помещения и через входной патрубок 3, подавая его внутрь кожуха, охлаждает снаружи оребренную оболочку, при этом сам подогревается и вьюодится из кожуха через выходной патрубок А, При дост жении стационарного теплового состояния замеряют величину подогрева воздуха датчиками 6 и 7 температуры и регистрирующим прибором 8, нап рУимер дифференциальной термопарой и потенциометром, и сравнивают с вели чиной подогрева воздуха эталонной оребренной биметаллической трубой, испытанной предварительно на том же стенде.

Дпя повышения точности измерения величины подогрева воздуха горячий спай дифференциальной термопары размещают в суженной выходной части

5

0

5

к:ожу: а, которая выравнивает поля температуры и скорости воздуха по сечению вследствие его значительного поджатия за контролируемой трубой. Дифференциальную термопару целесообразно выполнять многоспайной.

Также можно осуществлять способом контроль надежности механического соединения любого участка, неотделимого от контролируемой оребренной биметаллической трубы, предотвращая отвод тепла к воздуху на остальной части трубы, например теплоизолируя ее на воздушной стороне, т.е. на стороне оребренной оболочки.

3 1меряют величину подогрева воздуха и сравнивают ее с величиной подогрева воздуха идентичного участка эталонной сребренной биметалли- 0 ческой трубой.

Предлагаемьш способ контроля качества является прямым и основан на зависимости величины подогрева воздуха от термического контактного сопротивления 1 биметаллической

трубы при неизменных прочих параметрах оребрвния трубы и условий ее испытания, Это вытекает из следующих выражений, описьшающих теплопроизво- дительность оребренной биметаллической трубы. Количество тепла, переданного воздуха оребренной оболочкой биметаллической трубы, определяется по уравнению Ньютона-Рихмана

Q atgAg(t,, - t ), (1)

Тепло, воспринятое воздухом, определяется по уравнению теплового баланса

If

t

0

5

0

Q G С ( где At t

)

t .r5

С G A OCa G С : a t (2)

величина подогрева воздуха; соответственно средние температуры обдуваемого воздуха перед трубой и за ней, К;

теплоемкость воздуха, кДж/кг К; расход воздуха, кг/ч;

поверхность оребренной оболочки,

2

м ;

коэффициент теплоотдачи от оребренной оболочки к воздуху,Вт/м-К.

Средняя температура наружной поверхности оребренной оболочки у основания ребер вычисляется по формуле

ч,%(к

. )

-л

et

IK где t - средняя температура наруж I

ной поверхности несущей трубы, т.е. температура несущей трубы в зоне кон- такта с оребренной оболочкой, К; Of - толщина стенки оребренной

оболочки, м;

теплопроводность оребрен- ной оболочки, Вт/м-К;. плотность теплового поток через зону сопряжения ореренной оболочки и несущей трубы, Вт/м . Из сравнения формул (1) и (2) получаем

Jle АВ

и, учитывая зависимость (3) для определения t, можно утверждать на основании формулы (4), что величина подогрева воздуха однозначно зависит от величины R , которая изменяется при изменении надежности механического соединения оребренной оболочки в биметаллической трубе. Следовательно, f(R) для неизменных прочих условий.

t

(t.,- t )

Ю

15 202530Труба с надёжным механическим соединением Ьребренной оболочки имеет меньшее контактное сопротивление. болыпую температуру стенки . и повытенный коэффициент теплопередачи, что обеспечивает более высокий подогрев воздуха, чем при испытании оребренной трубы с неудовлетворительным механическим соединением

В таблице приведены результаты лабораторных испытаний надежности механического соединения оребренной оболочки в биметаллических трубах, приведенных различными способами. Трубы имеют следуюпше геометрические размеры: диаметр несущей трубы из Ст. 10 25x2,5 мм; диаметр ореб- ренной оболбчки из алпминия Afl-lfV основания ребер 28 мм, У вершины per бер 49 мм, шаг ребер 3,5 мм; средняя толщина ребер 0,8 мм,

Таким образом, изменение величины температуры подогрева воздуха, охлаждаюгцего биметаллическую трубу, позволяет судить о качестве ее изготовления.

Использование предлагаемого способа контроля позволяет повысить на дежность и точность контроля, его производительность, ликвидировать полностью отходы кондиционных труб в связи с исключением нарушения их целостности.

фиг. 2