Способ измерения радиационной и конвективной составляющих теплового потока Советский патент 1988 года по МПК G01K17/02 

4

N3

00

Изобретение относится к теплотехническим измерениям для анализа процессов конвективно-радиационного теплообмена. Изобретение позволяет- повысить точность измерений за счет учета изменений температуры иа поверхностях тепломеров в процессе их подогрева и упростить измерения за счет сокращения числа экспериментально измеряемых параметров при определении коэффициентов поглощения. Проводят измерения температур на по- верхностйх двух тепломеров и измерение их мощности при равенстве этих температур. Затем по измеренным ве личина рассчитывают радиационные составляющие теплового потока. Это позволяет исключить изменение темпера/туры на поверхности одного из тепломеров при подводе к нему энергии и дает возможность измерить фактические величины радиационных q,- и конвективных составляющих тепловьрс потоков . 2 ил. i (Л

1Ч

Изобретение относится к теплотехническим измерениям, применяемым преимущественно в исследовательской и производственной практике для анализа процесса конвективно-радиационног теплообмена у поверхностей конртрук- ций ограждений, и является усовершенствованием способа измерения по основному авт..св. № 746210.

Цель изобретения - повьппение точности измерений за счет учета изменения температуры на поверхностях тепломеров в процессе их подогрева. . На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа измерений в случае направления радиационной составляющей к поверх- ;ности тепломераJ на фиг. 2 - то же, i в случае направления радиационной i составляющей от поверхности тепло- мера.

: Устройство для осуществления предлагаемого способа дополнительно включает температурные датчики J и 2, установленные на поверхностях тепломеров 3 и 4.

Способ измерения радиационной и конвективной составляющих теплового потока на поверхности исследуемого объекта включает одновременное измерение суммарных тепловосприятий с помощью двух тепломеров с одинаковыми термическими сопротивлениями и с разными поглощательньми способностями и лучевоспринимающих поверхностей и дополнительное измерение суммарного теплового потока при нагревании лучевоспринимающей поверхности одного из тепломеров до равенств показаний их тепловых потоков.

,

. Ё:

Р - СЛе, -еЛ( - (i- rJBgn (т, -т,)); (3)

Т.4 -2М 400

.., Г7 Р - Со(е, -5,)( - ( sgn (т, -Т,)} (4)

q ,qд - радиационные составляющие потоков;

f, , Cj- приведенные коэффициенты черноты поверхностей тепломеров,- Р - подводимая мощность нагрева;

С - постоянная Стефана- Больцмана;

При этом выражения для радиационных и конвективных составляющих потоков для первого и второго тепломеров имеют вид

а,Р

а, -а,

ЧлГ

а, -а.

(I)

0

s

0

5

.Q

0

5

Я., -ад/

UK-i -

,(2)

где a,,aj - коэффициенты поглощения лучевоспринимающих поверхностей тепломеров в режиме без дополнитель- него, подогрева-,

q, q - суммарные тепловые потр- ки тепломеров в режиме без дополнительного подогрева,

Р - плотность дополнительного потока, подводимого к одному из тепломеров для обеспечения режима равных тепловосприятий.

Измеряют температуры датчиками 1 и 2 на поверхностях тепломеров 3 и 4 при отсутствии подогрева, а также дополнительную энергию Р, подводимутб к одному из тепломеров, обеспечивая равенства температур на его поверхности с другим тепломером. Затем определяют конвективную и радиационную составляющие теплового потока по измеренным температурам и степеням черноты поверхностей тепломеров в соответствии с формулами, которые приведены в формуле изобретения. Их вьшод основан на решении уравнений теплового баланса для суммарных тепловых потоков при и без дополнительного подогрева.

1

- температуры поверхностей тепломеров. Предлагаемый способ позволяет учесть изменения температуры на поверхностях тепломеров в процессе их подогрева и, следовательно, повы- сить точность измерений примерно в 1,5 раза, а также упростить проведение измерений составляющих потока путем сокращения числа измеряемых параметров. Использование предлагаемого способа позволяет упростить технологию изготовления и тарировки тепломеров благодаря отсутствию жестких требований к идентичности термических сопротивлений тепломеров. Это позволяет снизить трудозатраты на изготовление указанных тепломеров примерно на 30-35%.

., - - . f- ii5 - w 1 - .. TrV - w T «

А, Ci , fc

радиационные составляющие ПОТОКОВ ,

приведенные коэффициенты черноты поверхностей тепломеров , „

Т ут 2

€i 82 ; Т Гг ,f)t

9ие,1

Формула изобретения

Способ измерения радиационной и конвективной составляющих теплового потока по авт. св. № 746210, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, до нагрева поверхностей тепломеров измеряют температуры на их поверхностях, а составляющие теплового потока определяют по формулам

Р - подводимая мощность нагрева;Сд - постоянная СтефанаБольцмана-,

Т, - температуры поверхностей тепломеров.

/f/ /f2;k/7/l l /7f

Фи,г.2