Pierwszenstwo Opublikowano: 31.XII.1973 69412 KI. 421,12/05 MKP GOlk 3/14 CZYTELNIA Urzedu PofrnWegc Twórca wynalazku: Jerzy Rafalowicz Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Niskich Temperatur i Badan Strukturalnych), Wroclaw (Polska) Sposób wyznaczania rozkladu temperatur w objetosci walca Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania rozkladu temperatur w objetosci walca wzdluz kie¬ runku promieniowego rozchodzenia sie strumienia ciepla. To zagadnienie techniczne ma istotne zna¬ czenie przy stosowaniu pelnych walców z obje¬ tosciowymi zródlami ciepla rozmieszczonymi wzdluz osi lub w calej objetosci walca, np. w technice jadrowej jako spowainlacze neutronów lub przy stosowaniu elektrod grafitowych w lukowych pie¬ cach elektrycznych. W opisanych warunkach tem¬ peratura w objetosci walca zmienia sie w kierunku promieniowym na ogól nie paraboliczniiie, gdyz jest zalezna zarówno od zmieniajacej sie gestosci stru¬ mienia ciepla jak i zmiennego wspólczynnika prze¬ wodnictwa cieplnego, który z kolei jest funkcja temperatury.Wedlug dotychczasowego stanu techniki do wy¬ znaczania w opasywanych przypadkach rozkladu temperatur stosowano ciag termometrów umiesz¬ czonych w badanym walcu na róznych glebokos¬ ciach. W tym celu w walcu wiercono w kierunku promieniowym szereg otworów w zakresie od po¬ wierzchni az do osi walca. Na dnie kazdego otworu umieszczono oddzielnie po jednym termometrze, a. po uruchomieniu zródla ciepla i ustabilizowaniu warunków jego pracy dokonywano bezposredniego odczytu temperatur na róznych glebokosciach. Zna¬ ne tez bylo poslugiwanie sie w tym celu jednym termometrem przekladanym kolejno do punktów pomiarowych znajdujacych sie w opisanych otwo- 10 15 25 80 rach. Znane tez bylo w tym samym celliu wykony¬ wanie szeregu otworów równoleglych do osi walca, wierconych od podstawy do pewnej okreslonej glebokosci, rozmieszczonych w róznych odleglos¬ ciach od osi walca.Istotna niedogodnoscia znanego sposobu wyzna¬ czania rozkladu temperatur jest koniecznosó wier¬ cenia duzej ilosci otworów o róznej glebokosci, przy czyni dokladnosc uzyskanych wyników jest uzalez¬ niona od ilosci wykonanych otworów.Wynalazek ma na celu opracowanie takiego sipo- sobu wyznaczania rozkladu temperatur, w którym dla uzyskania dokladnych wyników wystarczyl by jeden otwór siegajacy na okreslona glebokosc pod powierzchnia walca.Cel ten wedlug wynalazku osiaga sie przy za¬ stosowaniu dwóch termometrów umieszczonych w stalych miejscach, z których jeden umieszcza sie na powierzchni walca a drugi na nieznacznej gle¬ bokosci pod ta powierzchnia. Przy okreslonej mocy wydzielonego w walcu ciepla mierzy sie tempera¬ tury waHca w miejscach zamontowania termome¬ trów. Nastepnie zmienia sie moc wydzielonego w walcu ciepla tak, aby gestosc strumienia ciepla w miejscu zamontowania termometru wskazujacego nizsza temperature stala sie równa pierwotnej ge¬ stosci strumienia ciepla w miejscu zamontowania sasiedniego termometru. Równoczesnie zmienia sie temperature osrodka chlodzacego w takim stopniu, aby termometr wskazujacy nizsza temperature osia- 69 41269 412 3 gnal pierwotna temperature sasiedniego termomet¬ ru zas w tym momendie na na tymi sasiednim ter¬ mometrze odczytuje sie temperature odpowiadajaca dwukrotnej glebokosci pod powieirzohnia walca przy pierwotnej mocy wydzielanego ciepla. Powtarzajac wielokrotnie opisane dzialanie, za pomoca termo¬ metru umieszczonego na stalej glebokoscd pod po¬ wierzchnia waka ustala sie temperatury, jakie ist¬ nieja na kolejnych odcinkach promienia miedzy po¬ wierzchnia a osia walca.Sposób wedlug wynalazku jest dokladniej objas¬ niony na podstawie rysunku, na którym pokazano tytulem przykladu oddkiek walca z zamontowanymi termometrami.Na powierzchni walca 1 o promieniu r0 umiesz¬ cza sie jeden termometr 2, a pod powierzchnia walca w odleglosci Ar od powierzchni umieszcza sie drugi termometr 3. Przy pomocy Qo ciepla wydzielonego w walcu mierzy sie temperature Ti pod powierzchnia walca 1, wskazywana -przez ter¬ mometr 3. Nastepnie moc ciepla wydzielanego w walcu zwieksza sie do wartosci Qi tak duzej, aby gestosc strumienia ciepla przechodzacego przez po¬ wierzchnie walca byla równa tej gestosci strumie¬ nia, jako poprzednio przechodzila na glebokosci Ar przy wydzielonej mocy QQ. Z kolei temperature osrodka w którym znajduje sie walec; podnosi sie do takiej wartosci, aby temperatura wskazywana .przez termometr Z na powierzchni walca byla równa temperaturze Ti. Wówczas temperatura wskazywa¬ na przez termometr 3 jest równa temperaturze na glebokosci 2Ar przy wydzielonej mocy QQ. Opi- 10 20 25 30 sany sposób postepowania powtarza sie tyle razy, aby wielokrotnosc Ar osiagnela wartosc promienia r0 walca. Uzyskuje sie przy tym odtworzenie roz¬ kladu temperatur na kolejnych glebokosciach n • Ar (gdzie n jest liczba naturalna) pod powierzchnia walca. PL PLPrize Publication Published: December 31, 1973 69412 IC. 421.12 / 05 MKP GOlk 3/14 READING ROOM of the PofrnWegc Office Inventor: Jerzy Rafalowicz Patent owner: Polish Academy of Sciences (Institute of Low Temperatures and Structural Research), Wroclaw (Poland) Method of determining temperature distribution in the volume of a cylinder The subject of the invention is the method of determining the distribution temperature in the volume of the cylinder along the radial direction of the heat flux. This technical issue is of significant importance when using solid cylinders with volumetric heat sources arranged along the axis or in the entire volume of the cylinder, for example in the nuclear technique as a neutron coil or when using graphite electrodes in arc electric furnaces. Under the conditions described, the temperature in the cylinder volume changes in the radial direction, generally not parabolic, since it is dependent both on the changing density of the heat flux and on the variable coefficient of thermal conductivity, which in turn is a function of temperature. The techniques for determining the temperature distribution in strapped cases were carried out using a series of thermometers placed in the test cylinder at different depths. For this purpose, a series of holes were drilled in the radial direction from the surface to the axis of the cylinder. At the bottom of each hole, one thermometer was placed separately, and after starting the heat source and stabilizing its operating conditions, direct readings were made at different depths. It was also known to use for this purpose one thermometer which was successively transferred to the measuring points located in the described holes. It was also known for the same purpose to make a series of holes parallel to the axis of the cylinder, drilled from the base to a certain depth, spaced at different distances from the axis of the cylinder. A significant drawback of the known method of determining the temperature distribution is the need to drill a large number of the number of holes with different depths, and the accuracy of the obtained results depends on the number of holes made. The invention aims to develop such a method of determining the temperature distribution, in which, to obtain accurate results, it would be enough to have one hole reaching for a specific depth under the surface of the cylinder According to the invention, this aim is achieved by using two thermometers placed at fixed points, one of which is placed on the surface of the cylinder and the other at a slight depth below the surface. At a certain power of the heat emitted in the cylinder, the temperature of the cylinder is measured in the places where the thermometers are installed. Then, the power of the heat emitted in the cylinder is changed so that the density of the heat flux in the place where the thermometer indicating a lower temperature is installed becomes equal to the original heat flux density in the place where the adjacent thermometer is installed. At the same time, the temperature of the cooling medium is changed to such an extent that the thermometer showing the lower axis temperature is the original temperature of the adjacent thermometer, and at this point in time, the adjacent thermometer reads a temperature corresponding to twice the depth under the surface of the cylinder at the original the power of the heat released. By repeating the operation described many times, the temperatures that exist in successive sections of the radius between the surface and the axis of the roller are established by means of a thermometer placed on a fixed depth under the surface of the shaft. The method according to the invention is explained in more detail on the basis of the drawing. , which shows the title of the example of a cylinder tube with thermometers mounted. One thermometer 2 is placed on the surface of the cylinder 1 with radius r0, and a second thermometer is placed under the cylinder's surface at a distance of Ar from the surface.3. temperature Ti under the surface of the cylinder 1, as indicated by the thermometer 3. Then the power of the heat emitted in the cylinder is increased to the value of Qi so much that the density of the heat flux passing through the cylinder surfaces is equal to this flow density as previously it passed on the depth of Ar with the power QQ allocated. In turn, the temperature of the center where the roller is located; is raised to such a value that the temperature indicated by the thermometer Z on the cylinder surface is equal to the temperature Ti. Then the temperature indicated by the thermometer 3 is equal to the temperature at a depth of 2Ar with the power QQ given out. The described procedure is repeated so many times that the multiple of Ar reaches the radius r0 value of the cylinder. The result is a reconstruction of the temperature distribution at successive depths n • Ar (where n is a natural number) under the cylinder surface. PL PL