Устройство для исследования процессов теплоотдачи Советский патент 1989 года по МПК G01N25/00 

1

(21)4305809/31-25

(22)16.09.87

(46) 15.12о89. Бюл. 46

(71)Институт геотехнической механики АН УССР

(72)П.В.Мамонтов, Ю.В.Наврузов, В.Ф.Присняков и А.В.Стойчев

(53)536.6(088.8)

(56) Ситников И.Во, Александров В,И, Экспериментальное исследование плотности центров парообразования,- В сб. Проблемы высокотемпературны техники, Днепропетровск, ДГУ, 1984, с.4, рис.1.

Nakayama А. et al. Trans Jap. Soc. Mech. Eng., 1986, В 52, N 477, с.2177, рис.1.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООТДАЧИ

(57) Изобретение касается экспериментальных установок и может быть использовано для исследования процессов теплоотдачи и фазовых переходов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет исследования влияния вибрации на процессы теплообмена В установке, состоящей из емкости для жидкости, термопары, исследуемой пластины и ступенчатого теплоизолированного нагревателя, ступенчатый нагреватель жестко установлен на вибраторе, трубка с термопарой жестко закреплена с ним посредством лап и цилиндрического переходника, сильфон, установленный между цилиндрическим переходником и днищем емкости, герметично отделяет цилиндрическую часть ступенчатого нагревателя от рабочей жидкости и позволяет ему совершать вибрации, i ил.

i (/

Изобретение касается экспериментальных установок и может быть использовано для исследования процессов теплоотдачи и фазовых переходов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет исследования влияния вибрации на процессы теплообмена. В установке, состоящей из емкости для жидкости, термопары, исследуемой пластины и ступенчатого теплоизолированного нагревателя, ступенчатый нагреватель жестко установлен на вибраторе, трубка с термопарой жестко закреплена с ним посредством лап и цилиндрического переходника, сильфон, установленный между цилиндрическим переходником и днищем емкости, герметично отделяет цилиндрическую часть ступенчатого нагревателя от рабочей жидкости и позволяет ему совершать вибрации. 1 ил.

Изобретение относится к экспери- , ментальным установкам и может быть использовано для исследования процессов теплоотдачи и фазовых переходов.

На чертеже показана предлагаемая установка

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем исследования влияния вибрации на процессы теплообмена.

Устройство состоит из емкости 1, в днище которой расположен защищен- , ный теплоизоляцией 2 жестко закрепленный на вибраторе 3 ступенчатый нагреватель 4, На торце меньшего диаметра нагревателя 4 установлена не- следуемая пластина 5, а на цилиндрической части меньшего диаметра нагревателя 4 неподвижно установлен цилиндрический переходник 6, на котором закреплены лапы 7 и 8, жестко соединенные с трубкой 9, внутри которой расположена термопара 10. При этом термопара 10 зафиксирована на заданном расстоянии от исследуемой пластины 5. Трубка 9 с термопарой 10 имеет возможность осевого перемещения вдоль направляющей втулки 1, неподвижно установленной на крыщке емкости 1. Кроме того, между цилиндрическим

переходником 6 и днищем емкости 1 установлен сильфон 12, герметично отделяющий полость А емкости 1 от окружающей среды.

Устройство работает следующим образомс

При выключенном вибраторе 3 вибрации нагревателя 4 отсутствуют. Нагреватель 4 отдает тепло исследуемой пластине 5 и она нагревается до заданной температуры, определяемой тем- ператрой нагревателя А. При этом термопара 10, установленная в полости А фиксирует температуру рабочей жидко- сти. Разность между температурой исследуемой пластины 5 и температурой жидкости, замеренной термопарой 10, позволяет характеризовать теплорбмен- ные процессы в установке без иапичия вибрации нагревателя 4. При включении вибратора 3 нагреватель 4 совершает возвратно-поступательные движения относительно емкости 1 с определенной частотой и амппитудой. При этом про- исходит периодическое сжатие-растяжение сильфона 12, а трубка 9 с термопарой 10 отслеживает движение нагревателя 4, перемещаясь в направляющей втулке 11 и расстояние между термопа- рой 10 и нагретой исследуемой пластиной 5 в процессе вибрации сохраняется.

Применение предлагаемого устройст

ва по сравнению с прототипом позволяет расширить функциональные возможности установки при отсутствии погрешности, вносимой изменением точки позиционирования термопары относи- тепьно поверхности теплоотдачи. Известная установка позволяет определять процессы теплоотдачи между нагретой исследуемой поверхностью и рабочей жидкостью при неподвижном нагревателе. Предлагаемая экспериментальная установка при вшшюченном вибраторе так же выполняет эту функцию, а при включенном вибраторе выполняет еце одну функцию, отсутствушцую в

прототипе - позволяет исследовать процессы теплоотдачи при вибрирующем в неподвижной емкости нагревателе. В прототипе термопара жестко закреп- :лена tta крышке емкости. Однако при

5

ч c

0

вибрации нагревателя исследуемая . пластина совершает периодическое движение вдоль оси емкости, при этом сначала приближаясь к термопаре, а затем отдаляясь от нее на величину, равную амплитуде колебаний нагревателя. При приближении нагретой поверхности к термопаре фиксируемая термопарой температура возрастает, а при удалении нагретой поверхности от термопары фиксируемая термопарой температура снижается. Этот разброс температуры, вызванный переменным расстоянием между термопарой и исследуемой пластиной, определяет погрешность, вносимую изменением точки позиционирования термопары относительно поверхности теплоотдачи. В предлагаемом устройстве термопара закреплена в подвижной относительно емкости трубке и связана лапами и цилиндрическим переходником с нагревателем, что позволяет ей отслеживать движение вибрирующего нагревателя и сохранять постоянным расстояние до нагретой исследуемой пластины.

Формула изобретения

Устройство для исследования процессов теплоотдачи, содержащее емкость для жидкости, внутри которой расположен датчик температуры,ступенчатый цилиндрический нагреватель с верхней ступенью меньшего диаметра, на которой располагают во время иссле доваш пластину, расположенный в днище емкости о тлнчающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет исследования влияния вибрации на процессы теплообмена, нижняя ступень нагревателя жестко закреплена на вибраторе, на верхней его ступени закреплен переходник, к которому прикреплен верхний торец сильфона, нижний торец которого скреплен, с днищем емкости, а измеритель температуры неподвижно установлен в трубке с возможностью его осевого перемещения вдоль направляющей втулки, расположенной в отверстии крышки емкости, причем нижний конец трубки жестко закреплен на переходнике.