Демонстративный аналоговый прибор термического сопротивления ограждений Советский патент 1979 года по МПК G09B23/16 

(54) ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ АНАЛОГОВЫЙ ПРИВОР ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОГРАЖДЕНИЙ

Изобретение относится к устройствам для технических средств обучения, в особенности для прозедения занятий по теплотехнике, в частности при изучении теплопередачи через ограждение. Известны устройства для демонстрации прохолддения тепла через многослойные ограждения; эти приборы основаны на аналогии течения жидкости и существования теплового потока. Термическое сопротивление в них интерпретируется гидравлическим сопротивлением в виде вентиля, аналогом температуры является величина напора до и после каждого сопротивления. Таковы устройством является, например,гидра лический интегратор. Основной частью прибора является гидравлическая сист ма, состоящая из сосредоточенных эле ментов аналогии/сопротивлений, емкос тей и пр. 1. Из известных устройств дпя демояс рации переменных режимов в ограждени наиболее близким по технической сущн ти является установка Гидравлическ аналогия теплопередачи . Установка содержит напорный и сливной сосуды, соединенные между собой посредством трубопровода, стеклянные трубки-пьез метры, подсоединенные к трубопроводуи разделенные между собой вентилями, и панель с изображением ограждения, помещенную сзади пьезометров 2 . , Недостатком известных- устройств является трудность наглядного пояснения таких категорий как массивность ограждения, его теплоусвоение, слой резких колебаний температур, температурная волна. Целью настоящего изобретения является автоматическая демонстрация переменных тепловых режимов. Указанная цель достигается тем, что прибор имеет дополнительный напорный сосуд и сифоны в виде изогнутых трубок, одни концы которых расположены внутри сосудов, вторые концы - вне их, а колена - ниже края сосудов, причем дополнительный сосуд сообщается с напорным сосудом через вентиль. Сущность изобретения поясняется схемой. Демонстрационный аналоговый прибор термического сопротивления ограждений состоит из трубопровода 1 и сливной линии 2, обеспечивающей полный дренаж установки. На трубопроводе 1 прибора установлены регулирующие вентили 3; после них имеется сливной сосуд 4. С обеих сторон каждого из вентилей 3 установлены вертикально стеклянные трубки 5 (пьезометры). Эти трубки смонтированы на передней панели б при бора, на ней в виде плаката изображается ограждение (в ланном случае двух слойная стена), в определенном масшта бэ по вертикали температурная сетка, внешняя среда (справа) и воздух помещения (слева) . Перед первым слева пьезометром установлен автоматический генератор колебаний уровня жидкости, состоящей из напорного сосуда 7 и до полнительного напорного сосуда 8, со диненных внизу друг с другом линией с вентилем,, и сифона 9 в виде изогну той трубы, нижний срез участка котор находящейся в сосуде 7, расположен около дна сосуда, а гиб трубы расположен ниже верхнего края сосуда. Напорный сосуд 7 и сливной 4 могут сна жаться переливной трубкой 10. Аналогичный сифон можно установить и в со суде 4. Трубки 5 могут быть освещены специальным светильником. Демонстрационный прибор работает следующим образом. На трубопроводе 1 открываются вентили 3. Вода, пройдя прибор, ударяется сливной линией 2. Расход воды через прибор обусловлен открытием вентилей 3. В стемлян,ных трубках установятся уровни в зависямости от степени открытия вентилей 3 На передней панели 6 будет видно сни жение уровней слева направо. В крайней левой трубке уровень соответствует уровню в левом напорном сосуде 7, в крайней правой трубке - уровню сосуда 4. Вода заполняет напорныеСосуды 7 и 9, скорость подъема уровня воды в нем зависит от степени открытия вентиля .между сосудами. Когда уровень достигает верхней точки сифона 8, последний срабатывает, вода, из сосудов 7 и 9 сливается, уровень волы . снижается и сравнивается с нижним срезом сифона в напорном сосуде 7. Таким образом, уровень воды в напорных сосудах автоматически изменяется период колебаний зависит -от скорости наполнения и опорожнения сосудов, т.е. от- их емсости и расходных харак теристик трубопровода и сифона. Расходные характеристики трубопровода и сифона 8 можно регулировать вентилями на них. Амплитуда колебаний уро ня зависит от высоты левой ветви сифона эту высоту можно изменять. Величиной прикрытия левого из вен тилей 3 регулируется величина перепада уровней в первой и второй (счет слева) стеклянных трубках, что соответствует RBH. - термическому сопротивлению внутренней теплоотдачи. Сле дующие вентили 3 изменяют величину ( - термическое сопротивление перого слоя стены, Rj- термическое сопротивление второго слоя стены, „ - термическое сопротивление наружной теплоотдачи. Как видно, можно брать любое количество составляющих общего термического сопротивления ограждения. При этом вследствие наличия периодически изменяющегося уровня ясно показывается слой резких колебаний температур в стене. Если вентиль на сифоне напорного сосуда открыт, а сливного - закрыт, то ypo-Jвень воды будет периодически изменяться до прибора (аналогия изменяющейся температуры внутри помещения); при противоположных положениях вентилей будет изменяться уровень после прибора. Наконец, устройством можно реализовать колебаний с обеих сторон ограждения. Ко всем дренажным линиям, можно подсоединять мерные сосуды. Положительный эффект от применения данного предложения заключается в в следующем. Предлагаемое устройство автоматически обеспечивает наглядную демонстрацию переменных термических режимов ограждения, сложных теплофизических категорий (тепловая массивность, температурные волны, слой резких колебаний, теплоусвоение ограждения) , а также позволяет вести анализ взаимодействия теплофизических параметров, Формула изобретения Демонстрационный аналоговый прибор термического сопротивления ограждений содержащий напорный и сливной сосуды, соединенные между собой посредством трубопровода, стеклянные трубки-пьезометры, подсоединенные к трубопроводу и разделенные между собой вентилями, и панель с изображением ограждения, помещенную сзади пьезометров, отл ичающийс ятем, что, с целью автоматической демонстрации переменных тепловых режимов, он имеет дополнительный напорный сосуд и сифоны в виде изогнутых трубок, одни концы которых расположены внутри сосудов, вторые концы - вне их, а колена - ниже края сосудов, причем дополнительный сосуд сообщается с напорным сосудом через вентиль. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Богословский В. Н. Строительная теплофизика . Высшая школа М., 1970, с. 247-249. 2.Дундич Е. И.Констататинов В.Ф. Реусов В. Н,, Лабораторный практикум по строительной физике,изд.Харьковского университета, 1962, с. 63-68. 107 -J