Способ определения величины тепловогопОТОКА Советский патент 1981 года по МПК G01K17/08 

Изобретение относится к теплотехн ческим измерениям, в частности, боль ших ргщиёщионных тепловых потоков в высокоэнергетической технике, в теплофизических исследованиях. Известен способ измерения количества тепла газового потока, заключакнцийся в том, -что газовый поток пропускают через калориметрическую трубку и измеряют электрическое сопр тивление калориметрической трубки во времени, по которому судят о количестве тепла, отданного газовым потоком трубке 1. Недостатком указанного способа является малый диапазон измерений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб измерения количества тепла, зак чакмцийся в том, что контролируег-ый источник тепла размещают в газе, па раметры которого измеряют и по ним определяют величину теплового потока 2 . Недостатками указанного способа являются малый диапазон измерений и ограниченная область использования. Цель изобретения - расширение ди апазону измерений и области использования. Указанная цель достигается тем, что газ с постоянным массовым расходом подают к контролируемому источнику тепла через пористый тепловоспринимающий элемент и измеряют величину повышения давления газа, пропорциональную величине теплового потока, перед входом газа в прристь элемент. На чертеже схематически представлена тепловая камера энергетической установки, снабженная устройствами для реализации способа. Тепловая камера состоит из внутренних пористых стенок 1, наружных стенок 2, выполненных из газонепроницаемого материала, регулятора 3 массового расхода газа, торцовых стенок 4 Кс1меры, выполненных из газонепроницаемого материала, измерителя 5 давления газа в полости между стенками 1 и 2. При помсаци регулятора 3 массового расхода газа (охлаждающего) устанавливают постоянный его расход через пористые стенки 1. Измеряют при помощи измерителя 5 давления величину избыточного давления Рр охлаждающего газа перед пористыми стенками в полости А. Включгиот энергетическую установку - источник тепла (на черте же не показан), в результате чего на стенки 1 начинает действовать тепловой поток q. Вследствие нагрева стенок 1, а значит и охлаждающего газа, проходящего через пористую структуру стенки, происходит тепловое рас ийрение газа, пропорциональное велич tie теплового потока. Так как массовы расход газа при помощи регулятора 3 поддерживается постоянным, то происходит увеличение давления газа в пол ти А перед пористыми стенками, необходимое для проталкивания возраста щего при нагреве объема газа. При помощи измерителя 5 давления определяют величину повьшхения давления в . полости А. Считается, что в полости В (внутри камеры) давление не повышается. Если происходит повышение да ления и в камере В, то необходим еще один измеритель давления для из мерения давления в камере В,чтобы определить величину повьшения давления газа только за счет теплового расширения при прохождении через пористую структуру стенки 1. Величина повышения давления охлаждающего газа со стороны входа в пористую стенку пропорциональна величине теплового потока, воспринимаемого пористыми стенками камер{л, и является мерой Tsro величины. Величину суммарного теплового потока, воспринимаемого плоскими пористыми стенками, можно определить непосредственно по результатам предварительной тариров- ки или .расчетом по формуле Со2Х V-S ot- PtP-2po), тепловой поток, воспринигде q маемый единицей площади поверхности пористой стен ки, массовый расход охлаждаквд го газа на единицу площади нагреваемой поверхности пористой стенки, кг/см, теплоемкость охлаждающего газа, Дж/кг-град;/ коэффициент теплопроводно ти пористого материала, Вт/м. град, давление охладдаквдего.газ перед стенкой, повышение давления охлажда щего газавследствие тепло обмена и расширения при прохождении через нагреваемую тепловым потоком пористую структуру стенки, Н/м, R - газовая постоянная) Дж/кг град; - коэффициент гидравлического сопротивления пористой „ структуры стенки, О. - Толщина пористой стенки, м. Повышение точности в предлагаемом способе обеспечивается высокой точностью измерителей давления и расхода газа, йлбором соответствующих толщин и материала пористой стенки, расхода охлаждамцего газа, при которых температура поверхности пластинки со стороны входа газа существенно меньше, чем температура поверхности со стороны действия теплового потока, можно перевести в нагрев газа внутри и на поверхностях пористого тепловоспринимающего элемента практически все количество тепла, подводимое измеряемым тепловым потоком. Диапазон измеряемых тепловых потоков р асширяется применением в качест-. ве телловоспринимакадего элемента пористых пластинок любой толщины и особенно из тугоплавких материалов. Формула изобретения Способ определения величины теплового потока, заключающийся в том, что контролируемый источник тепла размещают в газе, параметры которого измеряют и по ним определяют величину теплового потока, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений и области использования, газ с постоянным массовым расходом подают к контролируемому источнику тепла через пористый тепловоспринимаю 1р1й элемент и измеряют величину повышения давления газа, пропорциональную величине теплового потока, перед входом газа в пористый элемент. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 459714, кл. G 01 К 17/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 642614, кл. G 01 К 17/08, 1977 (прототип).

;:::: .V.-.-.O-- V-:..г:;: ...-...... ::..-.... i-:-.- .- .....

j TTTTfViTiTf

т

4.J..iJ..l.i.,U.iU.ii

У///////Л

У//////////.

..ин/////// {М.

f§|