Способ определения коэффициента теплоотдачи в локальных зонах каналов сложной формы Советский патент 1990 года по МПК G01K17/20 

верхностях теплосъема, а коэффициент теплоотдачи в локальной зоне канала сложной формы определяют из соотношения /с /э ,, гдеоГс/оГэ - отношение коэффициентов теплоотдачи в зоне локального нагрева канала сложной формы и эквивалентного канала на начальном участке тепловой стабилизации. При этом эквивалентный канал простой формы подбирают из условия равенства у него кривизны поверхности теплосъема в исследуемых локальных зонах, а также расстояния от. этой поверхности до линии максимальной скорости потока теплоносителя, соответствующего геометрическим параметрам канала сложной формы. I ил.

Изобретение относится к области теплофизики и позволяет повысить точность определения коэффициента теплоотдачи в локальных зонах каналов сложной формы. Проводят идентичные измерения параметров на начальных участках тепловой стабилизации в зонах локального нагрева канала сложной формы и эквивалентного ему канала простой формы с известным коэффициентом теплоотдачи α_э в стабилизированной области при теплоизолированных остальных поверхностях теплосъема, а коэффициент теплоотдачи в локальной зоне канала сложной формы определяют из соотношения α_с = α_э^. α_с/α_э, где α_с/α_э - отношение коэффициентов теплоотдачи в зоне локального нагрева канала сложной формы и эквивалентного канала на начальном участке тепловой стабилизации. При этом эквивалентный канал простой формы подбирают из условия равенства у него кривизны поверхности теплосъема в исследуемых локальных зонах, а также расстояния от этой поверхности до линии максимальной скорости потока теплоносителя, соответствующего геометрическим параметрам канала сложной формы. 1 ил.

Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано при определении локальных коэффициентов теплоотдачи в каналах сложной формы (преимущественно с гофри- рованног-винтовыми внутренними поверхностями) .

Целью изобретения является повышение точности при определении локальных коэффициентов теплоотдачи в каналах сложной формы.

На чертеже показан источник тепла, поперечный разрез. /

Сггособ реализуется следующим образом.

В сечениях канала сложной формы, например с гофрированно-винтовыми внутренними и цилиндрическими наружными поверхностями определяют модуль вектора скорости и линию максимальных скоростей, чтб позволяет определить эквивалентные им каналы простой формы, например, кольцевой ,(для которых известен коэффициент теплоотдачи в стабилизированной области) из

условия, что расстояние от поверхности исследуемой локальной зоны канала сложной формы и эквивалентного ей канала до линии максимальных скоростей одинаково и одинакова кривизна их поверхностей. При этом исследования проводят при одних и тех же числах Рейнольдса в зоне локального нагрева канала.сложной формы и эквивалентного канала простой формы,

Устанавливают на поверхностях каналов сложной формы источники тепла, состоящие из теплоотвода 1, тепломера 2, корпуса 3, теплоизолятора 4, охранного нагревателя 5 и электрического нагревателя 6. Теплоотвод и корпус изготовлены из материала с высокой теплопроводностью, например из меди, а тепломер, например, - из нержавею5

0

0

5

0

з -п

5

щей стали. Тепломер 2 припаян к корпусу 3 и теплоподводу 1 серебряным припоем, например, ПСР40, ПСР70.

Температуры теплоотдающей поверхности теплоподвода 1 и перепад температур на тепломере 2 определяют с помощью термопар, заделанных в торцах теплоподвода 1 и тепломера 2.

Измерения температур набегающего потока теплоносителя, -поверхности теплосъема теплоподвода 1 и перепада температур в тепломере 2 проводят при стабилизированных режимах для данного расхода теплоносителя. Уровень температур на поверхности теплосъема теп- лонодвода 1 поддерживают с помощью электрического нагревателя 6, Для исключения перетечек тепла через боковую поверхность устанавливают тецло изолятор 4 и охранный нагреватель 5. Зная плотность теплового потока, поскольку известен перепад температуры на тепломере 2, температуру набегающего потока теплоносителя и температуру поверхности теплосъема теплоподвода 1, определяют коэффициент теплоотдачи на начальном участке тепловой стабилизации в исследуемых локальных зонах гофрированно-винтовых каналах .

Затем эти же источники тепла устанавливают на поверхностях эквивалентных кольцевых каналов. Определяют коэффициенты теплоотдачи на начальных участках тепловой стабилизации так же, как и для гофрированно-винтовых каналов.

Находят, при одних и тех же числах Рейнольдса коэффициенты тепло-, отдачи на начальных участках тепловой стабилизации в исследуемых локальных зонах гофрированно-вннтовых- и эквивалентных им кольцевых каналах оГс и daсоответственно. По полученным значениям вычисляют коэффициент теплоотдачи dc в локальных зонах гоф- рированно-винтовых каналов из соотношения

где

дят в зоне локального нагрева на начальных участках тепловой стабилиэа- ции, повторяют указанные операции с каналом простой формы, с известным коэффициентом теплоотдачи, причем канал подбирают из условия равенства у него кривизны поверхности тепло- съема в исследуемых локальных зонах, JQ а также расстояния от этой поверхности до линии максимальной скорости потока теплоносителя соответствующим . геометрическим параметрам канала сложной формы, по измеренным параметрам

изобретения j определяют коэффициенты теплоотдачи,в зоне локального нагрева каналов сложной и простой форм на начальном участке тепловой стабилизации alc и о(з соответственно и по полученным температуры, а также температуры пото-20 значениям вычисляют коэффициент тепло- ка теплоносителя и плотности теплового отдачи olc из соотношения потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, нагрев поверхности теплосъема осу- at3 - коэффициент теплоотдачи в кг, ществляют локально, измерения прово- 25 нале простой формы.

ale d3-ctc/ol3 ,

d - известный коэффициент теплоотдачи в канале простой формы,

Предлагаемый способ определения коэффициентов теплоотдачи можно реализовать в каналах любой формы.

Формула

Способ определения коэффициента теплоотдачи в локальных зонах каналов сложной формы, включающий нагрев поверхности теплосъема, измерение ее

«/с at э с / d 3

не локального наг ной и простой фор тке тепловой стаб з соответственно ениям вычисляют к чи olc из соотноше at3 - коэффициент нале простой

«/с at э с / d 3