Способ определения плотности теплового потока Советский патент 1974 года по МПК G01N25/20 

Изобретение относится к области тепловых измерений и, в частности, к способам определения плотности тепловых потоков при исследовании процессов теплообмена. Известны способы определения тепловых потоков от источника тепла к тенлообменной стенке с помощью температурной вставки, установленной в стенке. Согласно этому способу измеряют разность температур по толщине элемента температурной вставки с известными заранее размерами и теплофизическими свойствами. Илотность теплового потока рассчитывают по измеренной разности температур и термическому сопротивлению стенки. Однако температурная вставка с внутренними каналами для термопар сложна, а способ имеет методические погрешности, связанные с искажением температурного поля стенки, и недостаточную точность. Цель изобретения - упростить измерения и повысить точность определения плотности теплового потока. Для ЭТОГО измеряют разность температур наружной поверхности не менее двух элементов температурной вставки, выполненных из материалов с различными теплофизическими свойствами, например теплопроводностью. На чертеже представлена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ. С одной-стороны от теплообменной стенки 1 расположен источник тепла 2, а с другой, внутренней стороны - трубопровод 3 с теплоносителем, охлаждающим стенку. В стенке 1 установлена температурная вставка, выполненная из двух элементов 4 и 5 из материалов с различными теплофизическими свойствами. На наружной поверхности каждого элемента установлены термопары 6. По обе стороны границы раздела элементов имеются узкие канавки 7. Существо способа состоит в следующем. При обогреве стенки 1 от источника 2 с плотностью теплового потока q в стенке каждого элемента 4, 5 возникает перепад температур, зависящий от плотности теплового потока ( и термического сопротивления элементов. Эти перепады применительно к плоской стенке равны Г.-/. .-, Т f f, - i - & - ч1 где Г, TS - температура наружной поверхности элементов 4 и 5; 4, 5 - температура внутренней поверхности элементов; б - толщина элементов;

4, 5 - коэффициент теплопроводности материала элементов 4 и 5. Поскольку условия внутренного охлаждения теплоносителем элементов 4 и 5 идентичны, температура их внутренней поверхности одинакова, т. е. .

Выражение для искомой плотности теплового потока q получаем из (1) и (2): Т,-Т,

(3)

q -1

1

К А 5

По предлагаемому способу измеряют разность температур и, зная размеры и коэффициенты теплопроводности материалов элементов вставки, рассчитывают плотность q. Канавки 7 служат для уменьшения перетечек тепла через границу раздела элементов.

Способ позволяет определить также и коэффициент теплоотдачи от газового потока к теплообменной стенке 1 при известных параметрах потока.

П р мет изобретения

Способ определения плотности теплового потока от источника тепла к теплообменной стенке с помощью температурной вставки, установленной в стенке, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, измеряют разность температур наружной поверхности не менее двух элементов температурной вставки, выполненных из материалов с различными теплофизическимн свойствами, например теплопроводностью.