Способ определения коэффициента теплоотдачи в нестационарных потоках Советский патент 1991 года по МПК G01K17/20 

Изобретение относится к области теп- лофизических измерений и может быть использовано для определения коэффициентов теплоотдачи при нестационарном теплообмене.

Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента теплоотдачи.

На фиг. 1 показан экспериментальный участок канала, в котором реализуется предлагаемый способ, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

В корпусе экспериментального участка 1, выполненного из материала с высокой теплопроводностью, вдоль образующей установлены пленочные резистивные датчики 2

теплового потока, закрепленные в корпусе. В каждом сечении экспериментального участка 1, в котором установлен датчик 2, на теплообменной поверхности заделана хро- мель-копелевая термопара 3. Термопарный провод продолжен каналке 4, заделанной эпоксидной смолой и выведен через сверления 5 в корпусе участка 1.

Каждый пленочный датчик 2 теплового потока включен в плечо термоанемометра постоянной температуры. Перед экспериментом мост балансируют при температуре пленки датчика Т0, равной температуре окружающей среды, и фиксируют значение электрического сопротивления пленки датчика. В процессе эксперимента устанавлио ю ю

вают необходимый режим течения газа через экспериментальный участок 1 и обеспечивают нагрев корпуса участка 1.0 достижении квазистационарного режима теплообмена судят по стабилизации температуры тепло- обменной поверхности участка 1. С помощью термопары 3 измеряют температуру поверхности обогреваемой стенки ТСт. Вследствие тепловой инерции термопара не чувствительна к пульсациям температуры на теплообменной поверхности и позволяет регистрировать среднюю по сечению температуру поверхности стенки. С помощью магазина сопротивлений устанавливают сопротивление R пленки датчика 2 теплового потока таким, чтобы соблюдалось условие

Термоанемометр поддерживает температуру пленки датчика 2 постоянной вне зависимости от граничных условий обтекания. Тепловой поток, снимаемый с поверхности

пленки датчика за счет конвекции, пропорционален напряжению U на клеммах датчика 2, что позволяет определить мгновенные тепловые потоки от стенки к газу. Зная площадь Рпл металлической пленки, ее температуру Тпл, а также измерив температуру газа Тг, можно определить мгновенный коэффициент теплоотдачи а с поверхности, , пользуясь соотношением

15

а

U2/R

Ркл ( Тпл - Тг )

Изобретение относится к области тепло- физических измерений и позволяет повысить точность определения коэффициента теплоотдачи в нестационарных потоках. Способ включает измерение температуры потока газа, теплового потока от пленочного резистивного датчика, установленного заподлицо с поверхностью обогреваемой стенки и подключенного к термоанемометру постоянной температуры, измерение с помощью термопары квазистационарной температуры поверхности стенки в сечении, в котором расположен пленочный датчик, изменение нагрева пленки резистивного датчика до температуры, равной измеренной температуре поверхности стенки, и последующее вычисление по полученным данным мгновенных значений коэффициентов теплоотдачи от стенки к газу. Благодаря незначительному (20-50 К) перегреву резистивного датчика относительно газового потока устраняются тепловые пятна .на теплообменной поверхности. 2 ил. сл с

R-Ro

+ То Т,

ст.

где RO -сопротивление резистивной пленки при Т0;

а -температурный коэффициент сопротивления для материала пленки.

При этом обеспечивается нагрев датчика 2 до температуры ТПл, равной температуре теплообменной поверхности стенки в том же сечении, Перегрев резистивного дат- чика относительно газового потока, необходимый для обеспечения работоспособности датчика, не превышает 50 К, что позволяет устранить образование тепловые пятна на обогреваемой стенке (теплообменной по- верхности).

Формула изобретения Способ определения коэффициента теплоотдачи в нестационарных потоках, включающий измерение температуры потока газа в канале и теплового потока в сечении канала с помощью пленочного резистивного датчика, установленного заподлицо с поверхностью его стенки, с последующим определением по измеренным значениям искомого коэффициента теплоотдачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, перед измерением теплового потока термопарой измеряют квазистационарную температуру поверхности стенки канала в сечении, в котором расположен пленочный резистивный датчик, и затем изменяют нагрев последнего до достижения им температуры, равной измеренной температуре стенки.

Фиг / fl-д

r