Способ и прибор для определения коэффициента теплопередачи в котлах Советский патент 1929 года по МПК G01N25/20 G01J5/18 

Предлагаемый способ основан на вычислении коэффициента теплопередачи по методу неустановившегося теплового потока. На осно-. вании аналитической теории тепла можно вывести ряд формул, по которым, измеряя температуру в газоходе и одновременно внутри цилиндра, определенных геометрических размеров, с известным коэффициентом внутренней теплопроводности, плотности и теплоемкости, помещенного между трубками котла, возможно вычислить коэффициент теплопередачи в котлах.

Прибор для осуществления предлагаемого способа, изображенный на .чертеже, состоит из прямого круглого сечения цилиндра А, по оси которого просверлен канал С для помещения в нем одного спая термоэлектрического пирометра, соединенного последовательно с милливольтметром. Цилиндр снабжен рукояткой В, служащей для введения цилиндра в исследуемый газоход котла.

Цилиндр А, в целях более удобной монтировки помещаемого в канал С пирометра, может быть изготовлен составным из отдельных хорошо пригнанных частей, при чем размеры цилиндра могут быть, напр., такие: .К 2 e.w, и высота 2 от 20 до 30 см. Один спай термоэлемента находится внутри цилиндра в точке О, другой - снаружи в точке М. Калориметр А вводят в пространство между трубками котла, так что температурные условия на поверхности его те же, как и для трубок котла. Обозначив через и--температуру в точке О, t- температуру снаружи в точке М газохода, U - температуру в любой точке цилиндра А, расстояние которой до оси цилиндра г, а расстояние ее от нижнего основания цилиндра-г; наблюдают нестационарный тепловой поток, возникающий в цилиндре Л после ввода его в котел, для каждого момента времени т, отмечаемого хронометром; определяют разность & температур t и « посредством пирометра: & -М.

Яналитическая теория тепла приводит к заключению, что /распределение температур в каждый момент времени т: по наступлении правильного режима (etat regularise) с достаточной точнрстью может быть выражено формулой: t-u:f A COS (F-(о). /oXfjb г) е - (1) Входящие сюда величины связаны с коэффициентом теплопередачи а, с физическими постоянными веществами цилиндра и с его размерами системой уравнений: m lognat() (д.2 -f-172), а; у X /1 (а;) Eh, О) tg ш -g- s-h /о W, , ср где & - величина разности; t - м в момент вр. -с; &-Д& -величина ее в момент вр. т Дт; х, со, , v-вспомогательные неизвестнь1ё; с, р - коэффициент внутренней теплопроводности, теплоемкость и плотность вещества цилиндра; а - коэффиц. его температурной проводимости; А-OTHouieHHe коэффициента теплопередачи к коэффициенту теплопроводности; /о и Ii-знаки Бесселевых функций Г-го рода порядков О и 1. 5 из уравнений системы (2) посредством исключения величин л, (О, А, V позволяют построить для данного цилиндра график зависимости m от а, уравнение которого обозначим: (dj, m) Q(3). ; Из опыта, - на основании наблюдений, произведенных в разные моменты времени т над разностью t - м &,-мы получим зависимость т функц. &. Первое из уравнений системы (2) позволит выразить при помощи . последней зависимости величину т, как функцию &, а из графика 3 тогда может быть найдено а, как функция &. Таким образом задача вычисления а на основании опытных данных разрешена. Величина а соответствует тепловому напору между горячими газами и поверхностью цилиндра, величина которого равна где % температура поверхностного слоя цилиндра (в сечении, проходящем через точку 0). Для перехода от & к &1 аналитическая теория тепла дает зависимость 9,&./о (х) . . , . (4). Величина А в формуле 1 есть постоянная, численное зйачение которой определяется из начальной температуры цилиндра. Таким образом приведенная теория позволяет сделать вычисление, определяющее величину коэффициента теплопередачи, на основании, опытного измерения следующих величин: 1)Разности между температурой газа в определенной точке М газохода и температурой в определенной точке О калориметра, при чем измерения производятся через определенные промежутки времени. 2)Геометрических размеров ;калоримётра и физических постоянных вещества его, именно коэффициента внутренней теплопроводности, плотности и теплоемкости. Предмет патента. 1.Способ определения коэффициента теплопередачи в котлах по методу неустановившегося теплового потока, характеризующийся тем, что через определенные промежутки времени определяют разности между температурой газа в определенной точке М газохода и температурой в определенной точке О помещенного в пространство между трубками котла тела известных геометрических размеров и известных плотности, теплоемкости и коэффициента внутренней теплопроводности, пользуясь каковыми опытными данными, вычисляют коэффициент теплопередачи данного котла. 2.Прибор для осуществления охарактеризованногр в п. 1 способа, отличающийся тем, что он состоит

из прямого круглого сечения цилиндра А, по оси которого просверлен канал С для помещения в нем одного спая терйоэлектрического пирометра, каковой цилиндр снабжен рукояткой В, служащей для введения цилиндра в исследуемый газоход котла.