Устройство для измерения параметров теплопередачи Советский патент 1993 года по МПК G01K17/20 

Изобретение относится к теплотехническим измерениям и может быть использовано для измерения параметров процесса теплопередачи в аэродинамических трубах, газоходах и теплообменных устройствах, в топках и печах металлургической промышленности и т.д.

Известно устройство для измерения параметров теплообмена, содержащее водо- охлаждаемый корпус с размещенными в нем двумя теплоприемниками с различными степенями черноты их поверхностей, снабженные температурными датчиками.

Известное устройство позволяет измерить радиационную и конвективную состав- ляющие теплообмена, однако с его помощью невозможно определить величину коэффициента теплоотдачи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения параметров теплопередачи, содержащее два тепломера, тепловоспринимающие поверхности которых имеют одинаковые радиационно-оптические свойства, снабженных датчиками для измерения температуры и датчик температуры газового потока. Недостатком известного устройства является невозможность комплексного определения совокупности теплофизиче- ских параметров исследуемого объекта и системы нагрева.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения возможности определения приведенной степени черноты системы объект-нагреватель,

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введен датчик температуры поверхности нагревателя, тепломеры снабжены теплоизоляцией на боковой и тыльных поверхностях и выполнены с различной толщиной, с критерием Bi 0,1, а теплофизические параметры материала тепломеров и поглощающая способность их внешней поверхности идентичны соответствующим характеристикам объекта.

ел

С

4 00 О 00 00 СО

Устройство для измерения параметров те п л 0 п е ре да ч и пока за н о н а ч е ртежё.

Устройство содержит тепломеры 1 и 2 в виде дисков с соотношением толщин Si/S2 1,2-3,5, на поверхности которых заделаны датчики температуры (термопары) 3,4. Тепломеры закреплены на пластине 5, заподлицо с ее ., наружной поверхностью, и изолированы,от пластины теплоизоляцией 6. ПластШ й :с тепломерами размещена в корпусе 7 с экраном 8, образующим полость, в которую через подводящий патрубок 9 подается охлаждающий воздух, выходящий через патрубок 10. В корпусе 7 закреплен датчик температуры 11 газового потока. Устройство также содержит датчик температуры 12 поверхности нагревателя, закрепленный на стенке газохода 13.Тепло- физические параметры материала тепломеров и поглощающая способность их внешней поверхности идентичны соответствующим характеристикам объекта 14. Перед началом измерения температуры тепломеры и 2 выводят из равновесного состояния, охлаждая или нагревая их путем обдува подогретым или охлажденным воздухом. Затем подачу воздуха прекращают и

и

Ю

15

20

производят синхронные измерения температуры тепловоспринимающей поверхности тепломеров - twi, tw2, воздушного потока, обтекающего объект- to и температуры, определяющей радиационный теплообмен,- т.к (температура стенки топочного объема).

По измеренным температурам twi и tw2 определяют величины тепловых потоков qu и q2i. проходящих тепловоспринимающие поверхности тепломеров 1 и 2 в любой момент (гО времени измерения, например, решением обратной задачи теплопроводности.

При соблюдении условия В| 0,1 температурное поле по толщине тепломеров практически равномерно.

По результатам проведенных измерений определяют параметры процесса теплопередачи , коэффициенты суммарной и конвективной теплоотдачи - а и ак, также приведенную степень черноты системы объект-нагреватель - ЈПр. для момента времени т.

25

а

qn

to - twn

42i

to - tW2i

Использование: теплотехнические измерения в теплообменных устройствах, топках и печах металлургической промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит два тепломера с температурными датчиками, снабженные теплоизоляцией на боковой и тыльных поверхностях, датчики температуры газового потока и поверхности „нагревателя. Тепломеры снабжены теплоизоляцией на боковой и тыльной поверхностях и выполнены с различной толщиной. Теплофизические параметры материала тепломеров и поглощающая способность их внешней поверхности идентичны соответствующим характеристикам объекта.1 ил.

qii

«к

(

tW1i +273 44

100

30 r/- tKi + 273 yi ,tw2i + 273 yn- „ г / tK. + 273 yi f twii + 273

IMOO ; 100 ; J q2 u 100 ) 100

4/, . ч (tW2i + 273 yi t ,ч , tKi+273

) (to|-tW2i)-() (to -tW1l)+(

loo

) ( tw

twii+273,4

Q2I ( toi - tW1i ) - qii ( tol - tW2i)

(

100

) (to tW2i ) -(

tW2i + 273 s4

100

) (toi -tW1i) +(

Величина епр (поглощения, а также и излучения при низких температурах среды) представляет собой важный параметр для

Ф о р м у л а изобретения Устройство для измерения параметров теплопередачи на поверхности исследуемого объекта, содержащее два тепломера, снабженные датчиками для измерения температуры, и датчик температуры газового пото ка. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет обеспечения воз м о жй Ости оп редёления приведенной степени черноты системы объект У

+273

loo

) ( tw2i -twii )

s4

) (toi -tW1i) +(

tKi + 273 .4

100

) (tw2i - tW1i )

35

расчета системы объект-нагреватель при использовании в качестве последнего факела или топочного объема и др.

нагреватель, в него введен датчик температуры поверхности нагревателя, тепломеры снабжены теплоизоляцией из боковой и тыльной поверхностях и выполнены с различной толщиной, с критерием Bi 0,1, а теплофизические параметры материала тепломеров и поглощающая способность их внешней поверхности идентичны соответствующим характеристикам объекта.

/J

Измерительная аппаратура