1
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для разработки необходимых режимов нагрева шаровых тел.
Известно физическое моделирование нестационарных тепловых процессов тел правильной геометрической формы, базирующееся на теории подобия и заключаю1цееся в том, что исследование температурного поля образца производят с помощью модели той же формы, т. е. шар моделируют шаром, цилиндр - цилиндром, плоскую стенку - плитой и т. д.
Недостатками известного моделирования являются:
значительная трудность, а в некоторых случаях невозможность осуществления условий подобия внешнего и внутренного теплообмена в их совокупности, в частности при внешнем теплообмене излучением, а также сложном изменении внешнего теплообмена;
искажение температурного поля в теле модели в результате наличия отверстий для установки термопар по сечению тела.
Цель изобретения - обеспечение возможности исследования температурных полей при любых граничных условиях и любом законе изменения внешнего теплообмена во времени.
Это достигается тем, что модель для тепловых процессов шаровых тел, обогреваемых равномерно по поверхности, выполнена в виде конуса со сферическим основанием и теплоизолированной боковой поверхностью, по длине образующей которого установлены датчики температуры.
Возможность физического моделирования шара конуса, выполненным как указано выше, обусловлена идентичностью уравнений тепловых процессов в шаре и конусе со сферическим основанием.
Имея образец в форме шара с известными данными удельной теплоемкости, плотности, коэффициента теплопроводности, изготавливают модель в виде конуса со сферическим основанием. Материал и размеры модели определяют по масштабным коэффициентам, чтобы удовлетворялся индикатор подобия.
if.y mp
1,
mt т.,
где
с.ру, (,|,р , /Ну, П И ntf -
m.
т
соответственно масштабы удельной теплоем0кости, плотности, длины, коэффициента теплопроводности и времени.
Анализ масштабных коэффициентов показывает, что модель может быть выполнена как
5 из материала, аналогично образцу, так и из любого другого материала. Кроме того, модель может иметь различные (удобные для исследований) геометрические размеры.
Изготовленную таким образом модель теплоизолируют по ее боковой поверхности, а
0 на -сферическом основании создают условия
теплообмена, идентичные внешнему теплообмену на образце.
Температура замеряется с помощью обычных термопар, которые через слои теплоизоляции устанавливают на поверхности модели без ее деформации по длине образующей конуса.
Предмет изобретения
Физическая модель для нестационарных тепловых процессов щаровых тел, обогреваемых
равномерно по поверхности, содержащая датчики температуры, например термопары, отминающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности исследования температурных полей ири любом законе изменения внещнего теплообмена во времени и любых граничных условиях, модель выполнена в виде конуса со сферическим основанием и теплоизолированной боковой поверхностью, по длине образующей которого установлены датчики температуры.
