DD268062A1 - Vorrichtung zur bestimmung des waermeuebergangskoeffizienten von abkuehlmitteln fuer die waermebehandlung von metallen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Waermeuebergangskoeffizienten von Abkuehlmitteln fuer die Waermebehandlung von Metallen. Das Ziel bestand darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine einfache und direkte Ermittlung des Waermeuebergangskoeffizienten von Abkuehlmitteln erlaubt und dabei unabhaengig vom Werkstoff des Pruefkoerpers ist. Die Aufgabe wurde erfindungsgemaess dadurch geloest, dass mittels einer regelbaren Heizung auf einem Teil der Messfuehleroberflaeche eine konstante Temperatur erzeugt wird. Dabei dient die fuer die Temperaturkonstanthaltung erforderliche Heizleistung als Mass fuer die Ermittlung des Waermeuebergangskoeffizienten des untersuchten Abkuehlmittels.

Description

Titel der Erfindung

Vorrichtung zur Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten von Abkühlmitteln für die 'Wärmobehandlung von Metallen·

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung dee Wärmeübergangekoeffizienten von Abkühlmitteln für die Wärmebehandlung von Metallen mit dem Ziel einer direkten experimentellen Ermittlung dieser Kenngröße*

Charakteristik des bekannten Standee der Technik

Alle bekannten technischen Lösungen gehen davon aus, daß ein Temperatur-Zeit«Verlauf gemessen wird» Auf der Grundlage dieses Zusammenhanges sind die bisher bekannten Temperatur-Abkühlgeschwincligkeits-Oiagramme entstanden. Eine Charakterisierung der Eigenschaften des Abkühlmittels ist nicht möglich. Der Einfluß des Bauteilwerkstoffes auf den Kurvenverlauf bleibt erhalten. Dadurch bleibt die Aussagefähigkeit der Temperatur-Abkühlgeschwindigkeits-Kurven auf Vergleiche unterschiedlicher Abkühlmittel bei gleichem Werkstoff beschränkt· Die Übertragung auf einen anderen Werkstoff ist nur bedingt möglich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der direkten Messung des WSrmeübergangskoeffizienten als Maß zur Charakterisierung des Abkühlvermögens von Abkühlmitteln. Diese Messung ist unabhängig von der geometrischen Form des Prüfkörpers und des Prüfkörperwerketoffee·

Darlegung das Wesens der Erfindung

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß eine direkte Bestimmung des Wärmeübergangekoeffizienten von Abkühlmitteln für die Wärmebehandlung unabhängig von der Beschaffenheit des Prüfkörpore durchgeführt wird·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen mit definierter Oberfläche versehenen Meßfühler, der auf beliebig konitante Temperatur gebracht werden kann, gelöst. Dabei dienen die für die Konetanthaltung der Temperatur erforderliche Heiz-'lelstung und die definierte Oberfläche des Meßfühlers al« Maß für die Ermittlung des Wärmeübergangskoeffizienten des untersuchten Abkühlmittel*. Der Meßfühler, der bei kontinuierlicher Temperaturmessung konduktiv erwärmt wird, taucht in ein ruhendes oder bewegtes Abkühlmittel ein, das während des Meßvorganges möglichst bei konstanter Temperatur gehalten wird. Um eine Zeretörung dee Meßfühlers zu vermeiden, muß dieser jeweils aus einem solchen Werkstoff bestehen, dessen Schmelzpunkt höher ale die maximale Prüftemperatur ist. Weiterhin ist es möglich, den Meßfühler zum Zwecke des Auswechselns oder des Reinigens «us der Vorrichtung zu entnehmen.

Die Vorrichtung ist aus einem aus vier Teilen bestehenden Messingblock und einem auswechselbaren Meßfühler zusammengesetzt. Der Messingblock ist ein rechteckiger Körper mit einer mittig angeordneten waagerechten Bohrung mit unterschiedlichen Durch-

messern. Die zwei Unterteile des Messingblocks sind fest mit θinera Hochatromtransformator verbunden und untereinander elektrisch isoliert. Das Oberteil des aus 2 Teilen bestehenden Messingblccks dient dazu, den von außen einzuführenden Meßfühler fest in den Messingblock einzuspannen. Somit befindet sich der Meßfühler an seinen Enden in direktiver elektrischer Verbindung mit dem Meesingblock. Damit liegt das Mittelteil des Meßfühlers in der Bohrung. Die unterschiedlichen Durchmesser der Bohrung ermöglichen eine Variierung der Heizfläche des Meßfühlers· Die Vorrichtung, an deren beiden Seiten ein Schlouchanschluß vorhanden ist, kann an einen geschlossenen Kreislauf mit konstanter Fließgeschwindigkeit angeschlossen werden, in dem das zu prüfende Kühlmittel enthalten ist«

Aueführunqabeiepiel

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Prinzipskizze näher erläutert:

In den Meßfühler (1) wird da9 Mantelthermoelement eingeführt, dessen Spannung an einem registrierenden Meßgerät, das nach dem Kompensationsprinzip arbeitet, aufgezeichnet und in Temperaturwerten abgelesen wird. Das Mantelthermoelement wird vorher kalibriert, so daß ein direktes Zuordnen der Temperaturwerte möglich ist. Über den Transformator wird dem im Messingblock eingespannten Meßfühler elektrische Leistung zugeführt. Das Aufheizen des Meßfühlers beruht auf dem Prinzip der Widerstandserwärmung. Der Messingblock ist in seinen einzelnen Teilen gegenüber so isoliert, daß der Meßfühler der Teil des Stromkreises mit dem höchsten Spannungsabfall ist. Zum Meßprinzip wird folgendes ausgeführti

Ober den Transformator wird der Meßfühler bis auf die gewünechte Solltemperatur erwärmt. Überhitzungen bis zum Schmelzpunkt dee Meßfühlerwerkstoffes müssen durch entsprechende Kontrolle beim Einstellen des Aufheizetroms vermieden werden. Bei aufgeheiztem Meßfühler wird das Mantelthermoelement eingeführt, daß dessen Lötstelle sich an der Stelle mit der höchsten Tempsra'Mir beiindot. Ist die Solltemperatur erreicht, wird mit der Messung begonnen«

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch

   1. Vorrichtung zur Bestimmung dee Wärmaübergangskoeffizienten von Abkühlmitteln für die Wärmebehandlung von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßfühler (1) mit definierter Oberfläche verwendet wird, der auf beliebig konstante Temperatur gebracht werden kann und in ein ruhendes oder bewegtos Abkühlmittel beliebiger und während des Meßvorganges möglichst konstanter Temperatur eintaucht·
2. 2. Vorrichtung gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   der Meßfühler konduktiv erwärmt und dabei kontinuierlich die Temperatur gemessen wird«
3. 3. Vorrichtung gemäß Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler jeweils aus einem solchen Werkstoff besteht, dassen Schmelzpunkt höher als die maximale Prüftemperatur ist
4. 4. Vorrichtung gemäß Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler zum Zwecke des Auswechselns oder des Reinigen« aua der Vorrichtung entnommen werden kann*

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