СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ Советский патент 1973 года по МПК G01K17/08 

Изобретение относится к технике тепловых измерений, fi частности к измерению аэродинамического нагрева модели при истытаниях в аэродинамических установках. Известный способ определения местных тепловых потоков с помощью термоиндикаторных покрытий заключается в следующем. На исследуемый объект наносят тонкий слой покрытия с известной температурой изменения цвета термоиндикатора при нагревании. Во время нагревания объекта на его поверхности образуются области, в которых произошло .изменение цвета термоиндикатора. Границей области, в которой нроизощло изменение цвета, является изотерма, температура вдоль которой равна температуре изменения цвета термоиндикатора. Положение изотермы на объекте фиксируют кинокамерой с отметчиком времени. Для определения местных удельных тепловых потоков (например, методом тонкой стенки) измеряют повышение температуры за известный промежуток времени, в течение которого это повышение произвощло, вычисляют где q - удельный тепловой поток, С - удельная теплоемкость материала стенки. р -плотность материала стенки, h - толщина стенки, ДГ - повыщение температуры стенки, Лт - время, за которое произошло повыщение температуры. Повышение температуры ДГ вычисляют, зная температуру от начала нагрева Го и температуру изменения цвета термоиндикатора ,,-т,. Однако при таком методе определения тепловых потоков возникает ошибка, обусловленная тем, что часть времени нагрева приходится на время выхода на режйм нагревателя (аэродинамической трубы) или время ввода объекта в нагреватель (время ввода модели в поток). Кроме этого, величина теплового потока может меняться со временем, поэтому для измерения с большой точностью необходимо измерять малые приращения температуры за малые промежутки времени в процессе нагрева. Для повышения точности измерений по предлагаемому способу используют двухслойный термоиндйкатор с верхним плавящимся слоем, имеющим более низкую температуру перехода, и по разности температур между температурой изменения цвета нижнего слоя

и температурой плавления верхнего слоя и промежутку времени между этими изменениями в каждой точке судят о местном тепловом потоке.

Порядок проведения измерений по предлагаемому способу следующий. На поверхность исследуемого объекта из теплоизоляционного материала наносят вначале один слой термоиндикатора, который при нагревании меняет свой цвет пр.и определенной температуре Тг. После просушивания первого слоя термоиндикатора наносят второй слой термоиндикатора, который при определенной температуре Т, плавясь, переходит из непрозрачного з прозрачный. Термоиндиакторы подбирают таКИМ, чтобы . При нагревании исследуемого объекта в потоке вначале становятся прозрачным верхний слой термоиндикатора по исследуемому объекту или в определенных зонах в тех областях, где температура поверхности объекта достигла температуры плавления верхнего термоиндикатора. Через области, где верхний слой термоиндикатора расплавился, хорошо виден нижний слой термоиндикатора, поэтому эти зопы принимают цвет нижнего термоиндикатора. При непрерывном нагревании после плавления верхнего слоя через некоторый промежуток времени начинает изменять цвет нижний термоиндикатор. Эти изменения цвета хорошо видны черз расплавившуюся пленку верхнего термоиндйкатора. Весь процесс нагревания исследуемого объекта фиксируется кинокамерой с отметкой времени. -Таким образом, при нагревании исследуемого объекта с двумя слоями термоиндикаторов фиксируют на киноленте положение двух изотерм на исследуемом объекте и время. Эти две изотермы соответствуют границе плавления верхнего слоя термоиндикатора и границе цветового перехода нижнего слоя. Вдоль этих границ температура известна, и по измеренному промежутку времени Дт между Прохождением через каждую точку первой и второй изотерм на поверхности исследуемого объекта вычисляют удельные тепловые ПОТОКИ ПО формуле:

Дг

Предмет изобретения

Способ определения местных тепловых потоков с помошью термоиндикаторных покрыТ1ИЙ, нанесенных на исследуемую поверхность исследуемого объекта, по регистрации изменений температуры за определенный промежуток времени, отличающийся тем, что, с целью повышения ТОЧНОСТ1И измерений, используют двухслойный термоиндикатор с верхним плавящимся слоем, имеющим более низкую температуру перехода, и по разности температур между температурой изменения цвета нижнего слоя и температурой плавления верхнего слоя и промежутку времени между этчми изменениями в каждой точке судят о местном тепловом потоке.