Способ определения локальных коэффициентов теплоотдачи тел сложной формы в газовом потоке Советский патент 1989 года по МПК G01K17/20 

3U8

ных контуров сублимирующих поверхностей о Поэтому способ обеспечивает ав- томодельность процесса измерения профиля поверхности рабочего тела после продува его газовым потоком в опытной установке относительно процесса естественной сублимации с той же поверхности рабочего тела в результате свободной конвекции за время установки, закрепления и измерения профиля поверхности при непременном условии сравнения измеренных профилей одноименных поверхностей базовой и рабочей моделей

Следовательно, в процессе измерения и последующего сравнения профилей одноименных поверхностей базовой и рабочей моделей исключается поправка на естественную сублимацию в ре- зультате свободной конвекции за время установки, закрепления и измерения рабочей модели, что, как указывалось, позволяет повысить точность определения локальных коэффициентов теплоот- дачи тел о

Способ реализован следующим образом

С помощью технологии изобарического прессования в специальной матри- це изготавливают рабочую модель прямоугольной призмы из на фталина размерами 10x12x2,5 мм. Затем модель устанавливают и закрепляют в опытной установке и продувают ее в -газовом потоке в течение 50-70 мин. Скорость газового потока при этом 3 м/с К моменту завершения продувки рабочей модели изготавливают из нафталина в той же матрице с помощью технологии изобарического прессования аналогичную базовую модель прямоугольной призмыо Демонтируют рабочую модель из опытной установки, устанавливают и закрепляют обе модели на координат- ном столе профилографа модели 252 и с его помощью измеряют профили всех сублимировавших поверхностей обеих моделей.

Измерение профиля поверхностей производят следующим образомс Измеряют профиль поверхности базовой модели, затем измеряют профиль одноименной поверхности рабочей модели.Сравнивают эти профили и по результатам ( сравнения судят о величине локально- го мас.соуноса„ Далее по известным Формулам определяют локальные коэфЛиg5

0 5

Q Q с

5

0

5

циенты теплоотдачи вдоль измеренной поверхности рабочей модели

Затем измеряют профиль следующей поверхности базовой модели. После этого измеряют профиль одноименной ей поверхности рабочей модели„Сравнивают эти профили и по результатам сравнения судят о .величине локального массоуноса„ Далее по известным формулам определяют локальные коэффициенты теплоотдачи вдоль измеренной поверхности рабочей модели и т.До для всех сублимирующих поверхностей рабочей модели

Сравнение профилей поверхностей базовой и рабочей моделей показало, что локальный массоунос в результате продува поверхностей рабочей модели в газовом потоке составил: 27 10 мм на тыльной стороне призмы: л-25 10 эмм на лобовой стороне призмы; 20-1 мм на боковых сторонах призмы; 20 10 на верхней поверхности призмы; 0,5-1 мм на нижней поверхности (основании) призмы

Проведен эксперимент, суть которого в проверке точности определения локальных коэффициентов теплоотдачи при осуществлении способа„Проверкой точности служило сведение общего баланса массы, изготовленного изобарическим прессованием нафталиновых призмо

Размер призмы 10,051x12,049 х х 2,319 ммо

Призму установили в опытную установку, закрепили и продували газовым потоком в течение 50 минс Локальный массоунос с призмы измерили по способу с помощью изготовленной базовой модели, которая позволила исключить естественный массоунос, обусловленный естественной конвекцией

Общий унос массы призмы за время продува в газовом потоке опытной установки определили двумя независимыми путями: проводили численное интегрирование локального массоуноса по поверхности призмы (методом трапеций): общий унос массы определили как разность двух значений массы, полученных путем прямого взвешивания приэ- мы до и после продувки в опытной установке

51

Измеренные обоими путями величины

общего уноса массы для призмы соста вйли соответственно 45,43 и 44,07 мг

т.е. согласовались с точностью 3%.

Результаты эксперимента показали, что точность сведения общего уноса массы призмы, измерение локального массоуноса которой осуществлялось по способу, равна 3%„

Повышение точности определения локальных коэффициентов теплоотдачи тел сложной формы, обтекаемых газовым потоком, в частности элементов радиоэлектронных аппаратов (микросхем, транзисторов, диодов и т„п.), позволит обеспечить оптимальный выбор варианта конструкции и способа охлаждения РЭА с учетом таких показателей, как экономичность, надежность, вес, объем и др.

03291 Ф о

10

6

рмула изобретения Способ определения локальных ко- эфсЬициентов теплоотдачи тел сложной формы в газовом потоке, включающий продувку в потоке газа рабочей модели тела из сублимирующего вещества в потоке газа, измерение величины локального массоуноса, из которой вычисляют локальные коэффициенты теплоотдачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения поправок на естественный массоунос, одновременно 15 с продувкой рабочей модели изготавливают базовую модель, аналогичную рабочей, совмещая времена окончания изготовления и продувки, после продувки одновременно измеряют профили поверхностей рабочей и базовой моделей и по разности геометрических размеров этих моделей определяют искомый коэффициенте

20

Изобретение относится к термометрии, предназначено для определения локальных коэффициентов теплоотдачи в газовых потоках объектов сложной формы и может быть использовано в энергетическом машиностроении, холодильной технике, электронной промышленности и др. Целью изобретения является повышение точности определения коэффициентов теплоотдачи за счет исключения поправок на естественный массоунос. Способ определения локальных коэффициентов теплоотдачи тел сложной формы в газовом потоке включает изготовление рабочей модели из сублимирующего вещества, продувку ее в потоке. Затем проводят измерение величины массоуноса, по которой вычисляют коэффициент теплоотдачи. К моменту завершения продувки рабочей модели изготавливают аналогичную по размерам и форме базовую модель из того же материала, измеряют профиль ее поверхности, который затем сравнивают с профилем одноименной поверхности рабочей модели, и по результатам сравнения судят о величине локального массоуноса.