Устройство для определения внутреннегоКОэффициЕНТА ТЕплООТдАчи пОРиСТОй ТРубы Советский патент 1981 года по МПК G01N25/20 F28F21/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к область измерения тепловых величин, и может быть использовано в теплоэнергетике и машиностроении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения коэффициента внутреннего теплообмена сЦ. , содержащее соединенный с токоподводами цилиндрический образец, на боковых поверхностях которого размещены термопары, и газопровод для. рабочей среды DJ.

Недостатком известного устройства является неравномерность распределения расхода газа по поверхности цилиндрического образца, связанная с наличием осевого градиента давления во внутренней полости образца, а также неравномерность температуры газа на входе в пористую стенку, связанная с подогревом его при продольном обтеканий поверхности образца.

. Цель изобретения - повышение точ- ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что соосно образцу внутри и снаружи него расположены цилиндрические пористые втулк;и, длина равна длине образца, а торцы установлены в бдной плоскости с торцами послед- , него, причем внутренняя втулка подключена к газопроводу рабочей среды и на ее наружной поверхности и внутренней поверхности наружной втулки укреплены дополнительно термопары, а между образцом и втулками по торцам размещены электроизоляционные уплотняющие прокладки.

Втулки имеют толщину,определенную соотношением

. ,.n ВТ

г

ВТ

где L

g - толщина втулки; П - пористость материала втулки;

df. - средний размер пор втулки; - средний диаметр втулки.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит пористый цилиндрический образец 1, соединенный с токоподводами 2; соосно с образцом размещены пористые цилиндрические втулки - внуиняя 3 и внутренняя 4, которая герметично соединена по торцам 5 с газопроводом 6. Герметизация и электроизоляция образца осуществляется следующим образом. .

Прямым пропусканием тока через токоподводы по образцу 1 последний нагревается до заданной температуры. Газ подается ао газопроводу 6 с обоих концов втулки 4 во внутреннюю полость и далее через пористую втулку в зазОр между образцом 1 и внутренней втулки 4. Отсюда газ проходит церез пористую стенку образца 1 в зазор между внешней втклуой 3 и образцом 1, затем через пористую стенку втулки 3 выбрасывается в атмосферу. Температура газа на входе в образец изл еряется с помощью приваренной к наружной поверхности втулки 4 термопары. При размещении устройства в камере возможна и другая схема подачи газа, например через пористую стенку втулки 3, образец 1, пористую стенку втулки 4. В этом случае температура газа на входе в образец измеряется термопарой, приваренной к внутренней поверхности втулки 3. Для повьпиения точности определения температуры газа на входе в образец на внутренней поверхности втулки 3 и на внешней поверхности втулки 4 устанавливается несколько термопар (в разных местах по высоте втулок) и показания их усредняются. Оценки потерь тепла с поверхности образца проводятся по измеренному на втулках перепаду температур с.помощью термопар, установленных на обеих поверхностях каж дои втулки с известной теплопроводностью материала.

,Соотношение ,/

±УЙЛ1

(i;;

U.

Irt-r - Г| J3

ВТ П agr

средний диаметр втулки l-g толщина втулки;

П - пористость материала втулки;

d - средний размер пор материала втулки; средний диаметр втулки получено на основании требования превышения гидравлического сопротивления стенки втулки &„-р, более чем в 50 раз гидравлического сопротивле1ЮЯ внутренней полости овтулки.

Ьт. (2)

Материал для пористых втулок должен обладать высокими коэффициентами внутреннего теплообмена и теплопроводности, равномерностью порисTOCTIT, высокой- прочностью и большим

гидравлическим сопротивлением. Таким требованиям удовлетворяет вольфрам с пористостью П 20±2%, получаемый методом гидростатического пресг сования. При ,25 мм и А 8 мц

минимально допустимая толщина втулки Lg составит Cil,5 мм. Для такой.втулки при тепловых потоках до температура стенка на выходе практи- , чески не отличается от температуры

газа (перепад температур не более одного градуса).

Погрешность определения cty , связанная Q пгрешностью температуры газа на входе в образец при использовании пористых втулок, не превышает 2%.Формула изобретения

1. Устройство для определения внутреннего коэффициента теплоотдачи пористой трубы, содержащее соединенный с -токоподводами цилиндрический образ.ец, на боковых поверхностях которого размещены термопары, и газопровод для подвода рабочей среды, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, соосно образцу внутри и снаружи , него расположены цилиндрические пористые втулки, длина которых равна дпине образца, а торцы установлены в одной плоскости с торцами последнего, причем внутренняя втулка подкпючена к газопроводу рабочей среды и на ее наружной поверхности и внутренней поверхности наружной втулки укреплены дополнительно термопары, а между образцом и втулками по торцам размещены электроизоляционные уплотняющие прокладки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что втулки

имеют толщину, определяемую соЬтн9шением

йв

8

П

где L0 - толщина втулки;

П - пористость материала втулки;

d 13,- средний размер пор втулки;dg - диаметр втулки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертияе

1. Тепло- и массообмен, при взаимодействии потоков с поверхностью. Труды МАИ. Под ред. В.К. Кошкина, :М., 1978, вып. 463, с. 48-52.