RU195910U1 - STAND FOR HEAT EXCHANGE RESEARCH - Google Patents

STAND FOR HEAT EXCHANGE RESEARCH Download PDF

Info

Publication number
RU195910U1
RU195910U1 RU2019137228U RU2019137228U RU195910U1 RU 195910 U1 RU195910 U1 RU 195910U1 RU 2019137228 U RU2019137228 U RU 2019137228U RU 2019137228 U RU2019137228 U RU 2019137228U RU 195910 U1 RU195910 U1 RU 195910U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
model
gallery
thermocouples
conveyor
Prior art date
Application number
RU2019137228U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Викторович Калинич
Владимир Алексеевич Кулагин
Геннадий Васильевич Смольников
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2019137228U priority Critical patent/RU195910U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU195910U1 publication Critical patent/RU195910U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
    • G01K17/20—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature across a radiating surface, combined with ascertainment of the heat transmission coefficient

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к лабораторной технике и может быть использована для исследования теплообмена от поверхности горячих материалов при их конвейерной транспортировке. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств и улучшении эксплуатационных характеристик стенда для исследования теплообмена ввиду упрощения фиксации значений температуры, повышения их точности и расширении экспериментальных возможностей стенда. Для достижения технического результата предложен стенд для исследования теплообмена с расширенными экспериментальными возможностями, содержащий модель галереи (8) с теплоизоляцией (11) ограждающих конструкций (10), на входе которой установлен узел нагнетания воздуха в галерею, а выход соединен с камерой смешения воздуха (26). В галерее (8) расположены две модели конвейеров (9), каждая из которых выполнена в виде металлического каркаса с секциями по длине, содержащего сверху металлическую теплоотдающую пластину (12) с выпуклой цилиндрической формой поверхности, имитирующей нагретую поверхность материала. Теплоотдающая пластина (12) уложена на асбестовую теплоэлектроизоляционную прокладку (13) и электрически связана с трансформатором (14) и с электроизмерительными приборами (25). В секциях металлического каркаса расположены связанные с потенциометром (22) термопары (21) для измерения температуры теплоотдающей пластины (12). Стенд также снабжен системой охлаждения моделей конвейеров снизу с помощью циркулирующей воды, при этом металлический каркас моделей конвейеров снабжен в основании каждой секции полостью с входным и выходным патрубками для подачи и отвода воды, соединенными с соответствующими системами. Кроме того, стенд содержит термопары, (23) связанные со вторым потенциометром (24), которые установлены для измерения температуры воздуха под моделями конвейеров и для измерения температуры ограждающих конструкций, связанных с предназначенными для их обогрева трансформаторами (15). Новым является также то, что стенд содержит термопары (5) и (17), предназначенные соответственно для контроля температуры воздуха на входе и выходе из модели галереи (8) и температуры воды на входе и выходе из секций моделей конвейеров (9). При этом в качестве регистрирующих приборов для термопар (5) и (17) дополнительно использованы пропорционально-интегрально-дифференцирующие (ПИД) регуляторы (6) и (18), соединенные с компьютером (27) для автоматической передачи на него значений температуры воздуха на входе и выходе из модели галереи и температуры охлаждающей воды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to laboratory equipment and can be used to study heat transfer from the surface of hot materials during conveyor transportation. The technical result consists in expanding the arsenal of technical means and improving the operational characteristics of the test bench for heat transfer due to the simplification of fixing temperature values, increasing their accuracy and expanding the experimental capabilities of the bench. To achieve a technical result, a test bench for heat transfer research with advanced experimental capabilities is proposed, containing a gallery model (8) with thermal insulation (11) of the building envelope (10), at the entrance of which there is an air injection unit into the gallery, and the outlet is connected to the air mixing chamber (26 ) In the gallery (8) there are two models of conveyors (9), each of which is made in the form of a metal frame with sections along the length, containing a metal heat-transfer plate (12) on top with a convex cylindrical surface shape that simulates a heated surface of the material. The heat-transfer plate (12) is laid on an asbestos heat-insulating gasket (13) and is electrically connected to a transformer (14) and to electrical measuring devices (25). In sections of the metal frame, thermocouples (21) connected to the potentiometer (22) are located to measure the temperature of the heat-transfer plate (12). The stand is also equipped with a cooling system for conveyor models from below using circulating water, while the metal frame of the conveyor models is equipped at the base of each section with a cavity with inlet and outlet pipes for supplying and discharging water connected to the corresponding systems. In addition, the stand contains thermocouples (23) connected to the second potentiometer (24), which are installed to measure the air temperature under the models of conveyors and to measure the temperature of the enclosing structures associated with the transformers intended for their heating (15). Also new is the fact that the stand contains thermocouples (5) and (17), designed respectively to control the air temperature at the inlet and outlet of the gallery model (8) and the water temperature at the inlet and outlet of sections of conveyor models (9). Moreover, as recording devices for thermocouples (5) and (17), the proportional-integral-differentiating (PID) regulators (6) and (18) are additionally used, connected to a computer (27) for automatically transmitting inlet air temperature values to it and leaving the gallery model and cooling water temperature. 1 s.p. f-ly, 2 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к лабораторной технике и может быть использована для исследования теплообмена от поверхности горячих материалов при конвейерной транспортировке.The utility model relates to laboratory equipment and can be used to study heat transfer from the surface of hot materials during conveyor transportation.

Известно устройство для определения локальных коэффициентов теплоотдачи, содержащее ленточный электрический нагреватель, приклеенный к поверхности модели из диэлектрического материала, и термопары, каждая из которых установлена в контакте с внутренней поверхностью электрического нагревателя плоской поверхностью рабочего спая, при этом для исследования испытываемую модель помещают в рабочую часть экспериментального стенда для продувки, а после стабилизации температуры фиксируют ток и напряжение на нагревателе (Авторское свидетельство СССР №1652834 А1, дата приоритета 27.12.1988, дата публикации 30.05.1991, авторы: Халатов А.А. и др., RU).A device is known for determining local heat transfer coefficients, comprising a tape electric heater glued to the surface of the model of dielectric material, and thermocouples, each of which is installed in contact with the inner surface of the electric heater with the flat surface of the working junction, while for testing the test model is placed in the working part experimental stand for purging, and after stabilizing the temperature, the current and voltage are recorded on the heater (Author's witness USSR GUSTs №1652834 A1, priority date 27.12.1988, publication date 30.05.1991, authors: Khalatov AA et al, RU)..

Недостатком известного аналога является невозможность организации направленного теплового потока, так как поток от испытываемой модели идет во все стороны: вверх, вниз и по бокам.A disadvantage of the known analogue is the impossibility of organizing a directed heat flow, since the flow from the tested model goes in all directions: up, down and on the sides.

Известен стенд для моделирования теплообмена транспортируемых конвейерами горячих материалов, содержащий регулирующую заслонку, вентилятор, микроманометр, камеру давления с коллектором, ртутные термометры, галерею, электроизмерительный комплект, конвейер, ограждающие конструкции, теплоизоляцию из пенопласта, теплоотдающую пластину, теплоизоляцию из асбеста, трансформатор, камеру смешивания, термопары, потенциометр (И.В. Калинич. Стенд для моделирования теплообмена транспортируемых конвейерами горячих материалов / Евразийский научный журнал №7, 2016 г. http://journalpro.ru/articles/stend-dlya-modelirovaniya-teploobmena-transportiruemykh-konveyerami-goryachikh-materialov/, дата просмотра 23.09.2019 г.).A well-known stand for modeling heat transfer transported by conveyors of hot materials, containing a control damper, fan, micromanometer, a pressure chamber with a collector, mercury thermometers, a gallery, an electrical measuring kit, a conveyor, enclosing structures, foam insulation, a heat transfer plate, asbestos insulation, a transformer, a camera mixing, thermocouples, potentiometer (I.V. Kalinich. A stand for modeling heat transfer of hot materials transported by conveyors / Eurasian Scientific Journal No. 7, 2016 http://journalpro.ru/articles/stend-dlya-modelirovaniya-teploobmena-transportiruemykh-konveyerami-goryachikh-materialov/, view date September 23, 2019).

Недостатком известного аналога является наличие теплопотерь через боковые стенки ограждающих конструкций и днище модели конвейера, а также плоская форма теплоотдающей пластины.A disadvantage of the known analogue is the presence of heat loss through the side walls of the enclosing structures and the bottom of the conveyor model, as well as the flat shape of the heat transfer plate.

Известен стенд для моделирования теплообмена транспортируемых конвейерами горячих материалов, принятый в качестве прототипа, содержащий модель галереи с теплоизоляцией ограждающих конструкций, на входе которой установлен узел нагнетания воздуха в галерею, а выход соединен с камерой смешения воздуха. В галерее расположена модель конвейера с исследуемым нагреваемым элементом в виде металлической теплоотдающей пластины, уложенной сверху на асбестовой электроизоляционной подложке. При этом теплоотдающая пластина связана с трансформатором, с возможностью обеспечения ее равномерного нагрева, и с электроизмерительными приборами. Модель конвейера выполнена в виде металлического каркаса с секциями, в каждой из которых расположены термопары для измерения температуры теплоотдающей пластины, связанные с потенциометром. Стенд снабжен системой охлаждения модели конвейера снизу с помощью циркулирующей воды. Ограждающие конструкции модели галереи связаны с трансформаторами для их обогрева, а исследуемый нагреваемый элемент в виде теплоотдающей пластины выполнен с формой поверхности, имитирующей нагретую поверхность материала, в частности, в виде выпуклой пластины цилиндрической формы. Металлический каркас модели конвейера снабжен в основании каждой секции полостью с входным и выходным патрубками для подачи и отвода воды, соединенными с соответствующими системами. Кроме того, стенд содержит ртутные термометры и два потенциометра, которые установлены для измерения соответственно температуры воздуха на входе и выходе из модели конвейера и температуры воды на входе и выходе из соответствующей секции, а также локальных температур исследуемого нагреваемого элемента в каждой секции, температуры ограждающих конструкций и температуры воздуха под моделью конвейера (Патент РФ №169152 U1, дата приоритета 27.10.2016, дата публикации 07.03.2017, авторы: Калинич И.В. и Смольников Г.В., RU, прототип).A well-known stand for modeling heat transfer transported by conveyors of hot materials, adopted as a prototype, containing a gallery model with thermal insulation of walling, at the entrance of which there is an air injection unit into the gallery, and the outlet is connected to the air mixing chamber. The gallery contains a model of a conveyor with a heated element under study in the form of a metal heat-releasing plate, laid on top of an asbestos electrical insulating substrate. In this case, the heat-transfer plate is connected with the transformer, with the possibility of ensuring its uniform heating, and with electrical measuring devices. The conveyor model is made in the form of a metal frame with sections, in each of which there are thermocouples for measuring the temperature of the heat transfer plate, connected with a potentiometer. The stand is equipped with a cooling system for the conveyor model from below using circulating water. The enclosing structures of the gallery model are connected with transformers for heating them, and the investigated heated element in the form of a heat-transfer plate is made with a surface shape that mimics the heated surface of the material, in particular, in the form of a convex plate of cylindrical shape. The metal frame of the conveyor model is equipped at the base of each section with a cavity with inlet and outlet nozzles for supplying and discharging water, connected to the corresponding systems. In addition, the stand contains mercury thermometers and two potentiometers, which are installed to measure, respectively, the air temperature at the inlet and outlet of the conveyor model and the water temperature at the inlet and outlet of the corresponding section, as well as local temperatures of the investigated heated element in each section, the temperature of the building envelope and air temperature under the conveyor model (RF Patent No. 169152 U1, priority date 10.27.2016, publication date 03.03.2017, authors: Kalinich I.V. and Smolnikov G.V., RU, prototype).

Недостатками прототипа являются: во-первых, наличие в стенде среди измерительных приборов ртутных термометров, не дающих возможности автоматической фиксации измеренных значений температуры в ходе эксперимента, а также имеющих большую погрешность по сравнению с термопарами; во-вторых, стенд содержит только одну модель конвейера, что не позволяет моделировать процессы теплообмена транспортируемых горячих материалов для случая, когда осуществляется одновременная работа сразу двух конвейеров в одном производственном помещении.The disadvantages of the prototype are: firstly, the presence of mercury thermometers in the stand among the measuring devices, which do not allow the automatic fixation of the measured temperature during the experiment, as well as having a large error in comparison with thermocouples; secondly, the stand contains only one conveyor model, which does not allow simulating the heat transfer processes of transported hot materials for the case when two conveyors are simultaneously working simultaneously in one production room.

Технической проблемой является необходимость расширения арсенала технических средств для исследования теплообмена с помощью стенда с расширенными экспериментальными возможностями, обеспечивающего повышение точности фиксируемых экспериментальных данных, используемых для определения коэффициентов теплоотдачи, необходимых для расчета тепловыделений от поверхности транспортируемых нагретых материалов при проектировании систем отопления и вентиляции галерей предприятий.A technical problem is the need to expand the arsenal of technical means for studying heat transfer using a bench with advanced experimental capabilities, which provides an increase in the accuracy of recorded experimental data used to determine the heat transfer coefficients needed to calculate the heat dissipation from the surface of transported heated materials when designing heating and ventilation systems in the galleries of enterprises.

Для решения технической проблемы предложен стенд для исследования теплообмена, содержащий модель галереи с теплоизоляцией ограждающих конструкций, на входе которой установлен узел нагнетания воздуха в галерею, а выход соединен с камерой смешения воздуха. Галерея содержит модель конвейера, выполненную в виде металлического каркаса с секциями по длине, содержащего сверху металлическую теплоотдающую пластину с выпуклой цилиндрической формой поверхности, имитирующей нагретую поверхность материала, которая уложена на асбестовую теплоэлектроизоляционную прокладку и электрически связана с трансформатором для обеспечения равномерного нагрева и с электроизмерительными приборами. При этом в каждой секции металлического каркаса расположены связанные с потенциометром термопары для измерения температуры теплоотдающей пластины. Стенд также снабжен системой охлаждения модели конвейера снизу с помощью циркулирующей воды, при этом металлический каркас модели конвейера снабжен в основании каждой секции полостью с входным и выходным патрубками для подачи и отвода воды, соединенными с соответствующими системами. Кроме того, стенд содержит термопары, связанные со вторым потенциометром, которые установлены для измерения температуры воздуха под моделью конвейера и для измерения температуры ограждающих конструкций, связанных с предназначенными для их обогрева трансформаторами. Новым является то, что стенд содержит дополнительно установленную в модели галереи модель конвейера, снабженную системой подвода и отвода воды, также стенд содержит термопары, предназначенные для контроля температуры воздуха на входе и выходе из модели галереи и температуры воды на входе и выходе из секций моделей конвейеров. При этом в качестве регистрирующих приборов для этих термопар дополнительно использованы пропорционально-интегрально-дифференцирующие (ПИД) регуляторы, соединенные с компьютером для автоматической передачи на него значений температуры воздуха на входе и выходе из модели галереи и температуры охлаждающей воды.To solve a technical problem, a stand was proposed for studying heat transfer, containing a model of a gallery with thermal insulation of walling, at the entrance of which there is an air injection unit into the gallery, and the outlet is connected to the air mixing chamber. The gallery contains a model of the conveyor, made in the form of a metal frame with sections along the length, containing a metal heat transfer plate with a convex cylindrical surface that imitates a heated surface of the material, which is laid on an asbestos heat-insulating gasket and is electrically connected to the transformer to ensure uniform heating and with electrical measuring instruments . Moreover, in each section of the metal frame there are thermocouples connected to the potentiometer for measuring the temperature of the heat-transfer plate. The stand is also equipped with a cooling system for the conveyor model from below using circulating water, while the metal frame of the conveyor model is equipped at the base of each section with a cavity with inlet and outlet nozzles for supplying and discharging water connected to the corresponding systems. In addition, the stand contains thermocouples connected to the second potentiometer, which are installed to measure the air temperature under the conveyor model and to measure the temperature of the enclosing structures associated with the transformers intended for their heating. The new one is that the stand contains an additional conveyor model installed in the gallery model, equipped with a water inlet and outlet system, the stand also contains thermocouples designed to control the air temperature at the entrance and exit of the gallery model and the water temperature at the entrance and exit of sections of conveyor models . At the same time, proportional-integral-differentiating (PID) controllers connected to a computer to automatically transmit to it the values of the air temperature at the inlet and outlet of the gallery model and the temperature of the cooling water are additionally used as recording devices for these thermocouples.

Согласно полезной модели, термопары для контроля температуры воздуха на входе и выходе из модели галереи связаны с одним ПИД-регулятором, а термопары для контроля температуры охлаждающей воды связаны со вторым ПИД-регулятором.According to the utility model, thermocouples for controlling the air temperature at the inlet and outlet of the gallery model are connected to one PID controller, and thermocouples for controlling the temperature of cooling water are connected to the second PID controller.

Указанные отличия позволяют повысить точность измеряемых в процессе исследований значений температуры и упросить процесс их фиксации путем автоматизации эксперимента за счет использования ПИД-регуляторов в качестве регистрирующих для термопар приборов, связанных с компьютером. Кроме того, дополнительная модель конвейера дает возможность расширить экспериментальные возможности стенда с целью моделирования процессов транспортировки горячих материалов для помещений, в которых предусмотрена работа двух конвейеров.These differences make it possible to increase the accuracy of the temperature values measured during research and to simplify the process of fixing them by automating the experiment by using PID controllers as computer-related recording devices for thermocouples. In addition, an additional model of the conveyor makes it possible to expand the experimental capabilities of the stand in order to simulate the processes of transporting hot materials for rooms in which the work of two conveyors is provided.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стенда для исследования теплообмена; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.In FIG. 1 shows a functional diagram of a bench for heat transfer research; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Согласно приведенной на фиг. 1 схеме, в состав стенда для исследования теплообмена входит узел нагнетания воздуха, содержащий регулирующую заслонку 1, вентилятор 2, микроманометр (МКВ-250) 3, камеру статического давления с коллектором 4 и термопарой (ТПК 011 диаметром 0,5 мм) 5, которая связана с ПИД-регулятором (ОВЕН ТРМ251) 6. Узел нагнетания воздуха соединен с помощью патрубка 7 с моделью галереи 8. На входе в модель галереи 8, установлена термопара 5, связанная с ПИД-регулятором (ОВЕН ТРМ251) 6. Внутри модели галереи 8, имеющей прямоугольную форму, расположены две модели конвейеров 9. Модель галереи 8 содержит обогреваемые ограждающие конструкции 10, оборудованные пенопластовой теплоизоляцией 11. Модели конвейеров 9 имеют металлический каркас, разделенный по длине на четыре равные секции. Сверху модели конвейеров имеют металлическую теплоотдающую выпуклую пластину 12 цилиндрической формы, уложенную на асбестовую теплоэлектроизоляционную прокладку 13. При этом, металлическая теплоотдающая выпуклая пластина 12, имитирующая поверхность нагретого материала, электрически связана с силовым трансформатором (РНО-220-40) 14 для равномерного ее нагрева, а ограждающие конструкции 10 электрически связаны с трансформаторами (АОМИ-40-220) 15.According to FIG. 1 diagram, the structure for the study of heat transfer includes an air injection unit containing a control damper 1, fan 2, micromanometer (MKV-250) 3, a static pressure chamber with a manifold 4 and a thermocouple (TPK 011 0.5 mm in diameter) 5, which connected to the PID controller (ARIES TPM251) 6. The air injection unit is connected via a pipe 7 to the gallery model 8. At the entrance to the gallery model 8, a thermocouple 5 is connected to the PID controller (ARIES TPM251) 6. Inside the gallery model 8 having a rectangular shape, there are two models of conveyors 9. Odel gallery 8 comprises a heated enclosing structure 10 equipped with foam insulation 11. Models conveyors 9 have a metal frame is divided lengthwise into four equal sections. Top models of conveyors have a metal convex convex plate 12 of cylindrical shape, laid on an asbestos heat-insulating gasket 13. Moreover, a convex metallic convex plate 12, simulating the surface of a heated material, is electrically connected to a power transformer (РНО-220-40) 14 for uniform heating and enclosing structures 10 are electrically connected to transformers (AOMI-40-220) 15.

Кроме того, для организации направления теплового потока от поверхности теплоотдающей пластины 12 вверх, стенд снабжен системой охлаждения моделей конвейеров снизу с помощью циркулирующей воды. При этом каждая секция металлического каркаса конвейеров 9 снабжена в основании полостью 16 с входным и выходным патрубками, соединенными соответственно с трубопроводными системами подачи и отвода воды, с установленными в них термопарами (ТПК 011 диаметром 0,5 мм) 17 для контроля температуры воды на входе и выходе из секции, соединенными с ПИД-регулятором (ОВЕН ТРМ138) 18. Система подачи воды содержит регуляторы расхода 19 и термостат 20. Для осуществления контроля локальных температур поверхностей теплоотдающих пластин 12 установлены термопары (ТПК 011 диаметром 0,5 мм) 21, связанные с потенциометром (ЭПП-09 М) 22. Для контроля температуры ограждающих конструкций 10 и температуры воздуха под моделями конвейеров 9 в средней части их соответствующих секций установлены термопары (ТПК 011 диаметром 0,5 мм) 23, связанные с потенциометром (КСП-4) 24. Для контроля электрических параметров теплоотдающие выпуклые пластины 12 соединены с электроизмерительным комплектом (К-505) 25. На выходе из модели галереи 8 стенд содержит соединенную с ней камеру смешения 26, в которой размещена термопара (ТПК 011 диаметром 0,5 мм) 5, соединенная с ПИД-регулятором (ОВЕН ТРМ251) 6. ПИД-регуляторы (ОВЕН ТРМ251) 6 и (ОВЕН ТРМ138) 18 соединены с компьютером 27 для передачи на него зафиксированных значений температуры в ходе экспериментальных исследований.In addition, to organize the direction of the heat flux from the surface of the heat-transfer plate 12 up, the stand is equipped with a cooling system for conveyor models from below using circulating water. Moreover, each section of the metal frame of the conveyors 9 is equipped with a cavity 16 in the base with inlet and outlet pipes connected respectively to pipeline systems for supplying and discharging water, with thermocouples installed in them (TPK 011 with a diameter of 0.5 mm) 17 for monitoring the inlet water temperature and leaving the section connected to the PID controller (ARIES TPM138) 18. The water supply system contains flow controllers 19 and a thermostat 20. Thermocouples are installed to control local temperatures of the surfaces of the heat transfer plates 12 (TP To 011 with a diameter of 0.5 mm) 21, connected with a potentiometer (EPP-09 M) 22. To control the temperature of the building envelope 10 and the air temperature, thermocouples are installed in the middle of their respective sections under the conveyor models 9 (TPK 011 with a diameter of 0.5 mm ) 23, connected with a potentiometer (KSP-4) 24. To control the electrical parameters, the heat-convex convex plates 12 are connected to the electric measuring kit (K-505) 25. At the exit from the gallery model 8, the stand contains a mixing chamber 26 connected to it, in which thermocouple (TPK 011 with a diameter of 0.5 m ) 5 connected to the PID (OWEN TRM251) 6. The PID-controller (OWEN TRM251) and 6 (OWEN TRM138) 18 connected to the computer 27 to transmit to it the temperature values recorded during the experimental studies.

Полезная модель может быть реализована следующим образом.A utility model can be implemented as follows.

Включается центробежный вентилятор 2. Регулирующей заслонкой 1 устанавливается необходимая величина расхода воздуха. Включается подача воды для охлаждения нижней поверхности исследуемых выпуклых пластин 12 и каркаса конвейеров 9, а затем термостат 20 для стабилизации температуры воды. Включается силовой трансформатор 14 для нагрева исследуемых выпуклых пластин 12 и устанавливается необходимая температура их поверхности. Включаются трансформаторы 15 для нагрева ограждающих конструкций 10 модели галереи 8. Устанавливается стационарный режим работы стенда. Режим считается стационарным, если в камере смешения 26 отсутствует изменение температуры, измеряемой термопарой 5, регистрирующим прибором для которой является ПИД-регулятор 6. Во время установления стационарного режима постоянно контролируются температуры поверхностей исследуемых выпуклых пластин 12, поверхности ограждающих конструкций 10 модели галереи 8, а также воды на входе и выходе из секций конвейеров 9 и воздуха под ними в средней части соответствующей секции. Для контроля температуры поверхностей выпуклых исследуемых пластин 12 используются термопары 21, для которых в качестве прибора-регистратора используется потенциометр 22. Температура ограждающих конструкций 10 и воздуха под конвейерами 9 в средней части секций измеряются термопарами 23, регистрирующим прибором для которых является потенциометр 24. Температура воды на входе и выходе из секций конвейеров 9 измеряется термопарами 17, регистрирующим прибором для которых является ПИД-регулятор 18. Температура ограждающих конструкций 10 модели галереи 8 устанавливается равной средней температуре воздуха в галерее; средняя температура воды, проходящей через секцию конвейеров 9, устанавливается равной температуре воздуха под ними в средней части соответствующей секции. Данное регулирование достигается посредством изменения расхода и температуры воды на входе в секцию конвейеров 9 при помощи регулятора 19 и термостата 20. ПИД-регуляторы 6 и 18 предусмотрены для соединения их с компьютером 27 с целью автоматической передачи на него зафиксированных в ходе эксперимента значений температуры, необходимых для регулирования стационарного режима экспериментального стенда, описанного ранее.The centrifugal fan 2 is turned on. Control flap 1 sets the required air flow rate. The water supply is turned on to cool the lower surface of the investigated convex plates 12 and the frame of the conveyors 9, and then the thermostat 20 to stabilize the water temperature. The power transformer 14 is turned on to heat the convex plates 12 under study and the required surface temperature is set. Transformers 15 are turned on for heating the building envelopes 10 of the gallery model 8. A stationary mode of operation of the stand is established. The mode is considered stationary if in the mixing chamber 26 there is no change in temperature measured by thermocouple 5, the recording device for which is the PID controller 6. During the establishment of the stationary mode, the surface temperatures of the studied convex plates 12, the surfaces of the enclosing structures 10 of the gallery model 8 are constantly monitored also water at the inlet and outlet of the sections of the conveyors 9 and air below them in the middle part of the corresponding section. To control the temperature of the surfaces of the convex test plates 12, thermocouples 21 are used, for which a potentiometer 22 is used as a recorder. The temperature of the building envelope 10 and the air under the conveyors 9 in the middle of the sections are measured by thermocouples 23, the recording device for which is a potentiometer 24. Water temperature at the inlet and outlet of the conveyor sections 9 is measured by thermocouples 17, the recording device for which is the PID controller 18. The temperature of the building envelope 10 gal models peu 8 is set equal to the average air temperature in the gallery; the average temperature of the water passing through the section of the conveyors 9 is set equal to the temperature of the air below them in the middle part of the corresponding section. This regulation is achieved by changing the flow rate and temperature of the water at the inlet to the conveyor section 9 using the regulator 19 and thermostat 20. The PID controllers 6 and 18 are provided for connecting them to the computer 27 in order to automatically transmit to it the temperature values recorded during the experiment that are necessary to regulate the stationary mode of the experimental stand described earlier.

После установления стационарного режима с помощью потенциометра 22 регистрируется температура поверхностей исследуемых выпуклых пластин 12, по ПИД-регулятору 6 с помощью компьютера 27 снимаются показания термопар 5 на входе и выходе из модели галереи 8 (в камере давления 4 и в камере смешения 26), измеряется разность давлений до и после коллектора по микроманометру 3.After the steady-state mode is established, the temperature of the surfaces of the convex plates under study 12 is recorded using a potentiometer 22, thermocouples 5 are taken on the PID controller 6 using a computer 27 at the entrance and exit of the gallery model 8 (in the pressure chamber 4 and in the mixing chamber 26), measured pressure difference before and after the collector by micromanometer 3.

После этого производится повторение измерений, а стенд переводится на новыйAfter that, the measurement is repeated, and the stand is transferred to a new

режим.mode.

Для каждого режима по расходу воздуха при минимальной температуре исследуемых выпуклых пластин 12 производится проверка тепловоздушного баланса стенда. Для этого дополнительно измеряются следующие величины: включается потенциометр 24 и фиксируется температура ограждающих конструкций 10 модели галереи 8; снимаются показания по ваттметру электроизмерительного комплекта 25, по ПИД-регулятору 18 с помощью компьютера 27 фиксируются значения термопар 17 на входе и выходе воды для каждой секции конвейера.For each mode of air consumption at a minimum temperature of the studied convex plates 12, a check of the heat-air balance of the stand is performed. For this, the following quantities are additionally measured: a potentiometer 24 is turned on and the temperature of the building envelope 10 of the gallery model 8 is recorded; readings are taken by the wattmeter of the electrical measuring set 25, by the PID controller 18 using a computer 27, the values of thermocouples 17 are recorded at the inlet and outlet of water for each section of the conveyor.

Далее происходит обработка результатов эксперимента, в результате которой возможно получить расчетные формулы для определения локальных и средних коэффициентов конвективной теплоотдачи.Further, the experimental results are processed, as a result of which it is possible to obtain calculation formulas for determining the local and average convective heat transfer coefficients.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в расширении арсенала технических средств в связи с необходимостью улучшения эксплуатационных качеств стенда для исследования теплообмена путем упрощения фиксации значений температуры, необходимых для контроля стационарного режима работы стенда и дальнейшей обработки результатов экспериментальных исследований; повышения их точности; а также расширения экспериментальных возможностей стенда, позволяющих моделировать теплообмен при транспортировке горячих материалов для двухконвейерных галерей.The technical result achieved by the utility model is to expand the arsenal of technical means in connection with the need to improve the performance of the bench for heat transfer research by simplifying the fixation of temperature values necessary to control the stationary mode of the bench and further processing the results of experimental studies; increase their accuracy; as well as expanding the experimental capabilities of the stand, allowing to simulate heat transfer during transportation of hot materials for double-conveyor galleries.

Claims (2)

1. Стенд для исследования теплообмена, содержащий модель галереи с теплоизоляцией ограждающих конструкций, на входе которой установлен узел нагнетания воздуха в галерею, а выход соединен с камерой смешения воздуха, галерея содержит модель конвейера, выполненную в виде металлического каркаса с секциями по длине, содержащего сверху металлическую теплоотдающую пластину с выпуклой цилиндрической формой поверхности, имитирующей нагретую поверхность материала, которая уложена на асбестовую теплоэлектроизоляционную прокладку и электрически связана с трансформатором для обеспечения равномерного нагрева и с электроизмерительными приборами, при этом в каждой секции металлического каркаса расположены связанные с потенциометром термопары для измерения температуры теплоотдающей пластины, стенд также снабжен системой охлаждения модели конвейера снизу с помощью циркулирующей воды, при этом металлический каркас модели конвейера снабжен в основании каждой секции полостью с входным и выходным патрубками для подачи и отвода воды, соединенными с соответствующими системами, кроме того, стенд содержит термопары, связанные со вторым потенциометром, которые установлены для измерения температуры воздуха под моделью конвейера и для измерения температуры ограждающих конструкций, связанных с предназначенными для их обогрева трансформаторами, отличающийся тем, что стенд содержит дополнительно установленную в модели галереи модель конвейера, снабженную системой подвода и отвода воды, также стенд содержит термопары, предназначенные для контроля температуры воздуха на входе и выходе из модели галереи и температуры воды на входе и выходе из секций моделей конвейеров, при этом в качестве регистрирующих приборов для этих термопар дополнительно использованы пропорционально-интегрально-дифференцирующие (ПИД) регуляторы, соединенные с компьютером для автоматической передачи на него значений температуры воздуха на входе и выходе из модели галереи и температуры охлаждающей воды.1. A stand for studying heat transfer, containing a model of a gallery with thermal insulation of walling, at the entrance of which there is an air injection unit into the gallery, and the outlet is connected to an air mixing chamber, the gallery contains a conveyor model made in the form of a metal frame with sections along the length of the top a metal heat-transfer plate with a convex cylindrical surface shape simulating a heated surface of a material, which is laid on an asbestos heat-insulating strip and an electrical the ki is connected to a transformer to ensure uniform heating and with electrical measuring instruments, while in each section of the metal frame there are thermocouples connected with a potentiometer to measure the temperature of the heat transfer plate, the stand is also equipped with a cooling system for the conveyor model from below using circulating water, while the metal frame of the conveyor model equipped at the base of each section with a cavity with inlet and outlet nozzles for supplying and discharging water, connected to the corresponding systems, cr In addition, the stand contains thermocouples connected to the second potentiometer, which are installed to measure the air temperature under the conveyor model and to measure the temperature of the enclosing structures associated with the transformers intended for heating, characterized in that the stand contains an additional model of the conveyor installed in the gallery model, equipped with a system for supplying and discharging water, the stand also contains thermocouples designed to control the air temperature at the entrance and exit of the gallery model and temperature water at the inlet and outlet of the sections of the models of conveyors, while proportional-integral-differentiating (PID) controllers connected to a computer to automatically transmit to it the values of the temperature of the air entering and leaving the gallery model are additionally used as recording devices for these thermocouples cooling water temperature. 2. Стенд для исследования теплообмена по п. 1, отличающийся тем, что термопары для контроля температуры воздуха на входе и выходе из модели галереи связаны с одним ПИД-регулятором, а термопары для контроля температуры охлаждающей воды связаны со вторым ПИД-регулятором.2. A bench for studying heat transfer according to claim 1, characterized in that the thermocouples for controlling the air temperature at the inlet and outlet of the gallery model are connected to one PID controller, and the thermocouples for controlling the temperature of cooling water are connected to the second PID controller.
RU2019137228U 2019-11-19 2019-11-19 STAND FOR HEAT EXCHANGE RESEARCH RU195910U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137228U RU195910U1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 STAND FOR HEAT EXCHANGE RESEARCH

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137228U RU195910U1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 STAND FOR HEAT EXCHANGE RESEARCH

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU195910U1 true RU195910U1 (en) 2020-02-11

Family

ID=69626480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137228U RU195910U1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 STAND FOR HEAT EXCHANGE RESEARCH

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU195910U1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1366927A1 (en) * 1986-04-09 1988-01-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Биотехнический Институт Bed for investigating heat exchange at jet flow of steam on cooling surface
RU169152U1 (en) * 2016-10-27 2017-03-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" STAND FOR MODELING HEAT EXCHANGE OF HOT MATERIALS TRANSPORTED BY CONVEYORS

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1366927A1 (en) * 1986-04-09 1988-01-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Биотехнический Институт Bed for investigating heat exchange at jet flow of steam on cooling surface
RU169152U1 (en) * 2016-10-27 2017-03-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" STAND FOR MODELING HEAT EXCHANGE OF HOT MATERIALS TRANSPORTED BY CONVEYORS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rong et al. Dynamic performance of an evaporative cooling pad investigated in a wind tunnel for application in hot and arid climate
Zheng et al. Numerical study on impact of non-heating surface temperature on the heat output of radiant floor heating system
JP2015118012A (en) Specific heat-measuring device and specific heat-measuring method of test body
CN107421997A (en) A kind of method of constant temperature system for conductivity measurement and measurement electrical conductivity
You et al. Study on mass transfer time relaxation parameter of indirect evaporative cooler considering primary air condensation
Sadati et al. Low thermal conductivity measurement using thermoelectric technology-Mathematical modeling and experimental analysis
Cheng et al. Load-based testing using a thermostat environment emulator
CN102012710B (en) Natural convection ambient temperature simulation text box
RU195910U1 (en) STAND FOR HEAT EXCHANGE RESEARCH
CN206756728U (en) A kind of good conductor thermal conductivity factor experiment instrument
RU169152U1 (en) STAND FOR MODELING HEAT EXCHANGE OF HOT MATERIALS TRANSPORTED BY CONVEYORS
CN108776152B (en) System and method for measuring convection heat exchange coefficient of building material surface
Tzempelikos et al. Design, construction and evaluation of a new laboratory convective dryer using CFD
CN110887864A (en) Testing method of graphene heat-conducting film
Aristide et al. Assessment of the thermal conductivity of local building materials using Lee’s disc and hot strip devices
CN108663187A (en) Based on hand automatic double mode formula power match reflux wind-tunnel heating system and application method
Gui et al. Computational fluid dynamic (CFD) investigation of thermal uniformity in a thermal cycling based calibration chamber for MEMS
CN114778592A (en) Micro heat pipe performance testing method and realization platform thereof
Kelly et al. Method of testing for rating thermal storage devices based on thermal performance. Interim report
JP3608655B2 (en) Refrigeration capacity test method and apparatus
SU928291A2 (en) Salt type humid air generator
CN202066816U (en) Device used for testing heat-insulating and flame-retardant materials
CN111709199A (en) Method for measuring heat productivity of equipment
CN113899576B (en) Measuring device and measuring method for measuring convection heat transfer coefficient of ship cabin
RU208761U1 (en) Air flow device