УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Советский патент 1970 года по МПК G01K17/20 

Изобретение относится к области онределения теплотехнических параметров теплообменных аннаратов; в частности коэффициента теплоотдачи насадок регенеративных теплообменников к газу, протекающему через эти насадки.

Известны устройства для определения коэффициента теплоотдачи от металлической насадки к омывающему ее газовому потоку при стационарном режиме, содержащие цилиндрический кожух с испытуемой насадкой, помещенной Б электромагнитное поле индуктора, и датчики температуры, установленные в газовом потоке до и после насадки. Однако эти устройства не обеспечивают равномерного нагрева испытуемой насадки с развитой теплообменной поверхностью, что приводит к значительным погрещностям определения коэффициента теплоотдачи по усредненным показателям.

В предлагаемом устройстве кожух на входе и выходе потока снабжен коническими раструбами, внутри кожуха соосно ему расположен ферромагнитный сердечник, заключенный в корпус с коническими обтекателями по торцам, размещенными концентрично раструбам, а испытуемая насадка укреплена между кожухом и корпусом с помощью двух кольцевых упоров с радиальными выступами обтекаемой формы, обеспечивающих плотное сжатие насадки в пакет, на торцовых поверхностях которого укреплены спаи дифференциальных термопар для замера разности температур между насадкой и газовым потоком.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - его поперечный разрез по А-А и вид по стрелке Б.

Устройство состоит из ипытуемой металлической насадки /, цилиндрического кожуха

2, корпуса 3 с неподвижным кольцевым упором 4, входного обтекателя 5, подвижного кольцевого упора 6 с выходным обтекателем 7, стяжной шпильки 8, гайки 9, сердечника 10, входного патрубка //, выходного патрубка 12,

входного раструба 13, выходного раструба 14, индуктора 15, термопары 16 для замера температуры потока газа до насадки, термопары /7для замера температуры потока газа после насадки и дифференциальных термопар /5 и

19 для замера разности температур между насадкой и потоком газа по обоим концам насадки по ходу газа.

Насадка 1 помещена между кожухом 2 и корпусом 5 и представляет собой плотный набор колец, вырезанных из сетки с размером ячейки в свету 40X40 лгк и сплетенной из проволоки диаметром 30 мк. Материал проволоки - бронза или никель. Между проволочками сетки и отдельными кольцами насадки обевсей поверхности соприкосновения путем сжатия колец в пакет с помощью стяжной шпильки 8 и кольцевых упоров 4 и 6, вынолнеппых в виде решетки с радиальными зубьями обтекаемой формы.

Таким образом, насадка представляет собой пористое тело с хорошей электропроводпостью во всех направлениях. Насадка, помещенная между кожухом и корпусом, которые выполнены из теплоэлектроизоляциониого материала, размещена внутри индуктора 15. Последний выполнен в виде мпоговитковой электромагнитной катушки, обмотка которой соединена с источником переменного тока. Ток частотой 50 гц для данной формы испытуемой насадки создает равномерное проникновение вихревых токов по всему сечению насадки и, тем самым, обеспечивает равенство тепловыделений в различных точках любого сечения насадки, что является необходимым условием при исследовании процессов теплоотдачи в насадках регенеративных теплообменных аппаратов.

Для увеличения напряженности электромагнитного поля и повышения эффективности нагрева насадкн в центральную полую часть корпуса 3 помещен сердечник 10 из ферромагнитного материала, который тенлоизолнрован от нотока газа с помощью входного 5 и выходного 7 обтекателей.

Работа устройства происходит следующим образом. На индуктор /5 подается переменное напряжение заданной величины. Под действием электромагнитного поля индуктора насадка / нагревается. Через патрубок У/и входной раструб 13 к насадке подводится газ, количество которого замеряется тем или иным известным способом. При прохождении через насадку газ нагревается и через выходной раструб М и патрубок 12 покидает установку. Температуры холодного газа Т неред насадкой и подогретого Га за пасадкой измеряются с помощью термопар 16 и 17. Разность температур между насадкой и газом на холодном ATi и теплом Д72 концах насадки регенератора измеряется с помощью дифференциальных термопар 18 и 19. Через некоторый промелсуток времени после пуска установки наступает установившийся стационарный режим, о наступлении которого свидетельствует стабилизация температуры TZ. При установившемся

режиме производятся все требуемые замерьь Для определения количества теила Q, переданного от пасадки к газу, производят замеры расхода газа и его температуры до и после насадки. Разность температур ДГ между насадкой и газом определяется как среднелогарифмическая Д7л по формуле

дг дГд т -A-f

АГз

где Д и ДГг - замеряемые величины.

Величина теплопередающей поверхности F определяется из геометрических размеров насадки. Возможные теплопотери или теплопритоки через стенки кожуха 2 и корпуса 3 определяются расчетным путем по показапиям дополнительно установленных термопар. Устройство обеспечивает длительпый установившийся режим процесса теплоотдачи от насадки к газу, что позволяет произвести замеры всех величин, необходимых для определения коэф Q

фициента теплоотдачи по формуле я :

FM

Предмет изобретения

Устройство для оиределения коэффициента теплоотдачи от металлической насадки к омывающему ее газовому потоку при стациопарном рел-симе, содержащее цилиндрический кожух с испытуемой насадкой, помещенной в электромагнитное поле индуктора, и датчики температуры, установленные в газовом потоке до и после насадки, отличающееся тем, что, с целью повыщения равномерности нагрева при испытании насадки с развитой тенлообменной поверхностью, кожух на входе и выходе потока снабжен коническими раструбами, внутри кожуха соосно ему расположен ферромагнитный сердечник, заключенный в корпус с коническими обтекателями по торцам, размешенными концентрично раструбам, а испытуемая насадка укреплена между кожухом и корпусом с помощью двух кольцевых упоров с радиальными выступами обтекае.мой формы, обеспечивающих плотпое сжатие насадки в пакет, на торцовых поверхностях которого укреплены спаи дифференциальных термопар для замера разности температур между насадкой и газовым потоком.