Способ определения теплоотдачи цилиндра при внешнем обтекании Советский патент 1974 года по МПК G01K17/00 

Изобретение может быть использовано при исследовании теплоотдачи при внешнем обтекании цилиндра или предмета любого другого сечения, как одиночного, так и в пучке, потоком высокотемпературных газов, продуктов сгорания, жидких металлов и т.д. при любом угле атаки относительно направления потока. Известны методы исследования теплоотдачи цилиндра в потоке низкотемпературной жидкости перед калориметрической трубкой местного калориметрирования. Однако при высоких температурах продуктов сгорания (2000-3000°К) измерение полей температур термопарами невозмо но, а измерение полей скоростей затруднительно. Цель изобретения - определение фактической скорости и температуры внутри канала вне пограничного слоя, а также определение мес ного теплового потока на цилиндр, получаемого в средней части канала. Для этого определяют сдвоенным калориметром локальные тепловые потоки по длине цилиндра, после чего из характера изменения локальных тепловых потоков в пограничном слое определяют толщину температурного и гидродинамического слоев. Далее по этой толщине, учитывая реальное распределение исследуемых потоков в пограничном слое, вычисляют поправочные коэффициенты. По зтим коэффициентам из среднекалориметрической температуры и из среднемассовой скорости определяют фактическую температуру и фактическую скорость в центральной части канала. На фиг. I показан профиль фактической температуры Т и среднекалориметрической температуры Т, принимая, что в пограничном слое температура изменяется по закону кубической параболы, что вполне соответствует эксперименту; на фиг. 2 - аналогичный вид профиля скоростей. На фиг. 3 схематически изображен сдвоенный калориметр. при помощи которого измеряют локальные тепловые потоки на цилиндр где I - термопары для измерения температуры входящей воды 2 - тер мопары выходящей воды, 3- стенки карала. На фиг. 4 показан экспериментальный профиль локальных тепловых потоков. Здесь: а - толщина пограничного слоя, в - толщина установившейся средней части потока. Из сопоставления профилей Т (фиг. I), V (фиг.2) и Q (фмг.4) видно, что они идентичны; Толщину температурного пограничного слоя берут до места, где остановится постоянным (фиг.4), По величине а вычисляют площадь пристеночного слоя по периметру поперечного сечения канала. По подобранной зако номерности распределения температур в -пограничном слое можно вычислить поправочный коэффициент для пересчета среднекалориметричес кой. температуры в фактическую в середине канала. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения теплоотдачи цилиндра при внешнем обтекании, заключающийся в определений локальных тепловых потоков по длине цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, по значению локального теплового потока по длине цилиндра судят о толщине температурного и гидродИна мического пограничных слоев и по полученным результатам вычисляют попоравочные коэффициенты для определения фактических величин температуры и скорости, которые учитываются при определении теплоотдачи цилиндра.

«Рг/г/

У V

Фиг. 2

Вода

Вода.

9иг.З