УСТРОЙСТВО для РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ПРИ СЛОЖНОМ Советский патент 1971 года по МПК G01K17/08 

Изобретение относится к области теплотехнических измерений тепловых потоков при сложных теплообменных процессах между пористыми влажными телами и газообменными средами.

В настоящее время лучистую и конвективную составляющие сложного теплообмена определяют устройствами, содержащими два и более датчика - тепломера, имеющих различные известные степени поглощения лучистой энергии.

Массообменная составляющая в общем потоке энергии через поверхность влажного тела возникает за счет изменения энтальпии тела с расходом либо притоком влаги. Таким образом, конвективный тепловой поток представляет собой сумму сухой и влажной (массообменной) составляющих.

Известные способы определения локальных значений тепловых потоков через поверхность тела не только не предусматривают измерение массообменной составляющей, но и исключают массообмен, так как преимущественно тепломеры не пропускают влаги. Массообменную составляющую можно определять только косвенно, по изменению массы исследуемого тела (усушка). Такое определение обязательно связано с усреднением по поверхности тела и по времени.

Для определения локальной массообменной составляющей теплового потока в предлагаемом устройстве тепломеры выполнены с различной диффузионной проницаемостью, причем, для получения заданной диффузионной проницаемости заполнителем одного из тепломеров слуясит материал с открытыми порами или со сквозными отверстиями в направлении теплового потока.

На чертеже схематически изображен датчик теплового потока (тепломер) с пористым заполнителем, разрез.

Устройство состоит из датчиков теплового потока, способных в той или иной мере пропускать диффузионный поток влаги. Поскольку все составляющие сложного теплообмена перпендикулярны к поверхности тела, датчики представляют собой, например, термоэлементы 1 из тонкой проволоки с большим числом спаев, располагаемых поочередно на «горячей 2 и «холодной 3 гранях пластннки, в которую термоэлементы спрессовывают вместе с заполнителем 4, например, эпоксидной смолой. Необходимая степень черноты поверхности пластинки достигается соответствующим чернением ее, термическое сопротивление - степенью спрессовки металлических термоэлементов. Необходимая диффузионная проницаемость (способность пропускать влагу) создается либо подбором заполнителя с открытыми порами, либо - для получения максималь-йой-цроницаем ос --м кими сквозными отверстиями. Эти отверстий получают, например, закладкой проволвк .;-1 { жного диаметра и с нужно й густотой ,ме ду/термоэлементами датчика перед их запреЯ:о йсой с заполнителем, с последующим удалением проволок.

Для осуществления изобретения необходимо иметь набор датчиков теплового потока, имеющих различные и известные степени черноты, диффузионные проницаемости и, в общем случае, термические сопротивления.

В случае малых значений критериев Био теплообменного и массообменкого процессов устройство состоит из датчика, обладающего высокой диффузионной проницаемостью и степенью черноты, второго датчика с малыми значениями этих свойств и третьего с больщой степенью черноты и нулевой проницаемостью. Измеряя сигналы датчиков «71, qz и qz, искомые составляющие теплового потока через поверхность тела - лучистую q, сухую конвективную- о.к. и массообменную м.о., находят рещением системы уравнений:

q, - Чл + м.о + с.к. -J л + с.к.

. -Г-9л + 9с.к.

Здесь ei, 82, ез, е - степень черноты датчиков и исследуемого тела.

В случае больщих значений критериев Био число уравнений увеличивается, в связи с чем необходимо соответственно увеличивать и число датчиков.

Предмет изобретения

1.Устройство для раздельного определения составляющих теплового потока при сложном теплообмене, содержащее три тепломера с

различной степенью черноты и различным термическим сопротивлением, отличающееся тем, что, с целью определения локальной массообдчепной составляющей теплового потока, тепломеры выполнены с различной диффузионной

проницаемостью.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения заданной диффузионной проницаемости, заполнителем одного из

тепломеров служит материал с открытыми порами.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заполнителем одного из тепломеров служит материал со сквозными отверстиями в

направлении теплового потока.

J ГТТТТ-ТОТПТТГ ТТТХП}ОП Ш 11 и lAi iiAii/ii lAi I/ |-K I I I mm.