SU1059494A1 - Device for determination of local convective heat transfer between phase separation surface anv moving medium - Google Patents

Device for determination of local convective heat transfer between phase separation surface anv moving medium Download PDF

Info

Publication number
SU1059494A1
SU1059494A1 SU823442005A SU3442005A SU1059494A1 SU 1059494 A1 SU1059494 A1 SU 1059494A1 SU 823442005 A SU823442005 A SU 823442005A SU 3442005 A SU3442005 A SU 3442005A SU 1059494 A1 SU1059494 A1 SU 1059494A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heat
temperature
cavity
medium
heat transfer
Prior art date
Application number
SU823442005A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Аркадьевич Геращенко
Леонид Васильевич Декуша
Татьяна Георгиевна Грищенко
Валерий Павлович Сало
Original Assignee
Институт технической теплофизики АН УССР
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 Институт технической теплофизики АН УССР filed Critical Институт технической теплофизики АН УССР
Priority to SU823442005A priority Critical patent/SU1059494A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1059494A1 publication Critical patent/SU1059494A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ МЕЖДУ ПОВЕРХНОСТЬЮ РАЗДЕЛА ФАЗ И ДВИЖУЩЕЙСЯ СРЕДОЙ, содержащее тепломеры , выполненные с идентичными поверхност ми контакта с движущейс  средой и закрепленные на температуровыравнивающей пластине, отличающеес  тем, что,с целью расширени  области применени  за счет расширени  класса исследуемых потоков, в устройство введен тепловой коллектор , а температуровыравнивающа  пластина выполнена с выемкой, образую- . щей с поверхностью тепломера, на которой смонтирован тепловой коллектор , плоскую полость, заполненную средой с известной теплопроводностью, причем боковые поверхности полости теплоизолированы. 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с  -тем, что полость между тепломером и температуровыравнивающей пластиной секционирова- на фольгой, расположенной параллель-ф но температуровыравнивающей пластине , на рассто нии между соседними поверхност ми, обеспечивающем соблюдение соотношени  .1000, где G, критерий Гросгофа; Pf, - критерий Прандтл .1. DEVICE FOR DETERMINING COEFFICIENTS OF LOCAL HEAT TRANSFER BETWEEN PHASE AND SURFACE SECTION moving medium containing heat meters, made with identical contact surfaces of the movable and fixed on the medium temperaturovyravnivayuschey plate, characterized in that, in order to expand the field of application due to the flow expansion investigated class , a thermal collector is introduced into the device, and the temperature-equalizing plate is made with a notch, forming-. A flat cavity filled with a medium with a known thermal conductivity, the lateral surfaces of the cavity are heat insulated. 2. The device according to claim 1, wherein the cavity is that the cavity between the calorimeter and the temperature-leveling plate is partitioned by a foil located parallel to the plate of the temperature-equalizing plate, providing respecting the ratio .1000, where G, the Großof test; Pf, - Prandtl criterion.

Description

Изобретение относитс  к тепловым измерени м, а именно к исследованию параметров конвективного теплообмена между поверхностью раздела фаз и движущейс  средой. Известно устройство дл  определени  локальных коэффициентов теплоот дачи, содержащее батарейный термоэлектрический тепломер дл  измерени  плотности теплового потока и дифференциальную термопару дл  измерени  разности температур между поверхностью тепломера и движущейс  средой , причем тепломер устанавливают заподлицо с поверхностью теплообмена . Это устройство позвол ет опреде л ть коэффициенты теплоотдачи при любом направлении теплового потока (как от исследуемого объекта к движущейс  среде, так и наоборот) при исследовании теплообмена тел различ ной формы. Дл  равссчета коэффициента теплоотдачи используют известную ; зависимость Ньютона-Рихмана С ID Недостатком указанного устройства  вл етс  низка  точность определе ни  теплоотдачи, обусловленна  погрешност ми , возникающими при измерении разности температур из-за трудности определени  места замера температуры движущейс  среды, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  локальньлх коэффициентов теплоотдачи между поверхностью раздела фаз и движущей с  средой, содержащее тепломеры, вы полненные с идентичными поверхност  ми контакта с движущейс  средой, за крепленные на температуровыравниваю щей пластине, в оснрве которого лежит определение коэффициента теплоотдачи по отношению приращени  плот ности теплового потока (Hl Я разности температур ДТ - .Т-Г поверх ностей тепломеров 2J. Разность температур поверхностей тепломеров возникает в результате использовани  тепломеров с разными терг шческими сопротивлени ми И и RI Определение малой разности темпе ратур (Т; - Т2) в этом устройстве осуществл ют по показани м тепломеров , измер ющих плотности теплового потока tj,n и с,, прешедшего через них, ди по значени м термических соп ротивлений R. и при условии, что тепломеры смонтированы на изо , термической поверхности температуро выравнивакхцей пластины с температурой TO, T,.T2 (VTJ-{%To,)(«V,)-- 1 Искомый коэффициент теплоотдачи наход т по Формуле 1 v, L в описываемой конструкции устройства в качестве теплс леров использованы батарейные термрэлектрические преобразователи теплового потока, дл  которых плотность теплового потока v, пронизывающего тепломер, пропорциональна термо-э.д.с., генерируемой термобатареей i . (3) где К - коэффициент преобразовани , Подставив в формулу (2) соотношение (3), получим расчетную зависимость дл  устройства Г / . R. oi д () .W«2где К - посто нна  устройства, если К К2, то К 1. Из уравнени  (4) следует, что тепломеры однотипны и их коэффициенты имеют одинаковую температурную зависимость, то посто нна  устройства К не зависит от температуры. При конструировании устройства одним из узловых моментов  вл етс  выбор величин термических сопротивлений , и 2 При выборе величин R иди дл  обеспечени  требуемого диапазона измерени  отношени  q,,. должно соблюдатьс  условие при максимально возможном в исследуемом процессе значении коэффициента теплоотдачи . При этом разность температур между поверхност ми тепломеров ( должна быть такой, чтобы коэффициенты теплоотдачи дл  поверхностей обоих тепломеров были одинаковыми, а разность между тепловыми потоками ( должна быть на Два пор дка больше несинхронности флуктуации величин q, и «v. Так как минимальное значение величины R определ етс  технологическими услови ми изготовлени  тепломеров rf величиной контактных термических сопротивлений в плоскости креплени  тепломера с температуровыравнивающей пластиной , основной величиной, которой можно варьировать дл  удовлетворени  вышеуказанных условий,  вл етс  разность термических сопротивлений тепломеров л, от правильного выбора которой зависит корректность измерений . Поэтому устройства, выполненные дл  исследовани  теплоотдачи газов, зачастую некорректно использовать дл  исследовани  процессов теплоотдачи поверхности, омываемой жидкост ми , и наоборот. Ограниченность области применени   вл етс  основным недостатком известного устройства, крторый может быть устранен, если обеспечить вйз можность варьировани  величинойдй в зависимости от вида теплоносител и пределов изменени  коэффициентов теплоотдачи. Цель изобретени  - расширение области применени  за счет определ ни  локальных коэффициентов теплоот дачи в различных средах. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  определени  локальных коэффициентов теплоотдачи между поверхностью раздела фаз и движущейс  средой, содержащее тепло меры, выполненные с идентичными поверхност ми контакта с движущейс  средой и закрепленные на температуровыравнивающей пластине, дополни тельно содержит тепловой коллектор а температуровыравнивающа  пластина выполнена с выемкой, образующей с поверхностью тепломера, на которой смонтирован тепловой коллектор, пло скую полость, заполненную средой с известной теплопроводностью, причем боковые поверхности полости теплоизолированы . Кроме того, полость между тепломером и температуровыравнивающей пластиной секционирована фольгой, расположенной параллельно температу ровыравнивающей пластине на рассто  НИИ между соседними поверхност ми, обеспечивающем соотношени  ; 1000. На фиг. 1 показана перва  модици каци  устройства дл  определени  ло кальных коэффициентов теплоотдачи; на фиг. 2 - то же, втора  модификаци ; на фиг. 3 - индикатор теплопро водности движущейс  среды; на фиг. 4 - треть  модификаци  устройства дл  исследовани  конвективнорадиационного теплообмена; на фиг. 5 - схема размещени  фольги в плоской ПОЛОСТИ; на фиг. б - номограмма дл  выбора требуемых значений величины лК f на.фиг. 7 - градуировочна  характеристика дл  случа  заполнени  плоской полости различными веществами. Данное устройство может быть выполнено в нескольких модификаци х, Перв&  модификаци  устройства (фиг. 1) содержит тепломеры 1 и 2, а также датчик 3 температуры (например термопару), смонтированный на поверхности тепломера 1, обращен ный к движущейс  среде. Тепломеры выполнены в одном теплометрическом блоке; соединенном с температуровыравнивак цей пластиной 4, в которой выфрезерована выемка, расположенна  под тепломером 2 и образующа  с теп ловым коллектором 5, установленным на его поверхности, обращенной к тe пer aтypoвыpaвнивaющeй пластине 4 плоскую полость боковые поверхности которой теплоизолированы профилированным вкладышем 6. В температуровыравнивающую пластину 4 вмонтированы штуцеры 7 и 8 с выходом их каналов в плоскую полость, заполн емую средой с известной теплопроводностью . Дл  упрощени  технологии изготовлени  и повьииени  точности определени  величины («Vi/V 15 тепломеры 1 и 2 выполн ют обычно идентичными по теплофизическим величинам ными по теплофизическим характеристикам и чувствительности. Дл  защиты тепломеров 1 и 2 и датчика 3 температуры от воздействи  движущейс  среды, а также дл  обеспечени  идентичности характеристик их поверхностей , омываемый движущейс  средой (шероховатости, коэффициентов теплового излучени  и поглощени ) , эти поверхности покрыты защитной пленкой или фольгой, секционированной дл  уменьшени  теплоперето .ков по ней. Дл  обеспечени  одновременного пол  температур тепломеры 1 и 2 окружены охранными зонами . с теплофизическими характеристиками, равными теплофизическим характеристикам тепломеров. Температуровыравнивгиоща  пластина 4 из высокотеплопроводного материала обеспечивает равенство температур , что позвол ет по известным термическим сопротивлени м тепломеров 1 и 2 и дополнительного термического сопротивлени  дрсло  среды , заполн ющей полость, и измеренным плотност м тепловых потоков « и q,2 определ ть разность температур (Т:,-Т) между поверхност ми тепломеров 1 и 2, с алваемыми движущейс  средой. Тепловой коллектор 5 обеспечивает посто нство отношени  тепловых потоков, проход щих через термоэлектроды термобатареи тепломера 2 и через заполнитель между ними вне зависимости от теплопроводности среды, наход щейс  в плоской полости, а также обеспечивает изотермичность поверхности тепломера 2, обращенной к температуровыравнивающей пластине 4. Дл  предотвращени  конвекции в плоской полости ее толщина, т.е. зазор между тепловым коллектором 5 и температуровыравнивающей пластиной 4, выбираетс  при конструировании устройства таким, чтобы в процессе измерени  при максимальных значени х перепада температур в слое среды, заполн ющей полость, соблюдалось условие Крауссольда (, 1000), а боковые поверхности полости теплоизолированы. В некоторых случа х в качестве среды, заполн ющей полость, можно использовать рабочую среду (жидкость или газ), теплообмен с которой исследуетс . При этсил целесообразно .. примен ть вторую модификацию устройства (фиг. 2), в которой вместо одного из штуцеров в теплометрическом блоке выполнено отверстие 9, через которое полость заполн етс  рабочей средой. Если теплопроводность рабочей среды измен етс  за врем  проведени  исследований, Td дл  контрол  этого изменени  в комплект с предлагаемым устройством ввод т индикатор теплопроводности движущейс  среды (фиг. 3), работающий по принципу теплометрического моста, собранный из таких же элементов, что и предлагаемое устройство (фиг. 2), и отличакидийс  от иего тем, что вместо защитной пл.енки или фольги на поверхност х тепломеров 1 и 2 смонтирована дополнительна  температуровыравнивающа  пластина 10, Применение ийдикатора теплопроводности (фиг. 3), размещаемого в непосредственной близости от за вл емого устройства, позвол ет получать информацию о локальных в пространстве и времени значени х коэффициента теплопроводности рабочей среды , теплообмен с которой исследуетс  Применительно к задачам исследовани  конвективно-радиационного теплообмена целесообразно использовать третью модификацию устройства (фиг, 4), в которую, в отличие от первой и второй (фиг. 1 и .2) , дополнительно введен тепломер 11, смонтированный в едином теплометрическом блоке теплс лерами 1 и 2, установленный на общей с ними температуровыравнивающей пластине 4 и выполненный с такими же как у имеющихс  тепломеров 1 и 2 чувствительностью к термическим сопротивлением, но отличающийс  от них тем, что его заадтна  пленка имеет другие значени  коэффициентов теплового излучени  и поглощени , контрастнью по сравнению с этими характеристиками дл  покрытий тепломеров 1 и 2. Если дл  заполнени  плоской полости используют преймуществейно газовую среду, то дл  уменьшени  теплообмена излучением и обеспечени  преимущественно кондуктивного теплопереносд между тепловым коллектором 5 и температуровыравнивающей пластиной 4 полость выполн ют секционированной металлической фольгой 12 (фиг. 5), расположенной параллельно температуровыравниваинцей пластине 4 и поверхности теплового коллектора раздел кицей полосуь на цели, дл  ко торых соблюдено условие G,.Pf,1000. В этом случае поверхности теплового коллектора 5, температуровыравниваю щей пластины 4 и фольги 12 выполнены с мс1лыми значени ми коэффициентов теплового излучени  и поглощени . Такое решение обеспечивает преимущественный теплообмен теплопровод- . ностью в плоской полости. Дл  определени  параметров конвективного теплообмена с помощью предлагаемого устройства необходимо выбрать и обеспечить требуемое .значение величины R установить устройство на поверхности исследуемого объекта; а также измерить термоэ .д.с, и рассчитать по формулам искомые величины. Исход  из априорной информации о возможном диапазоне изменени  коэффициентов теплоотдачи в исследуемом процессе теплообмена между поверхностью объекта и движущейс  средой, о теплофизических характеристиках среды и о пpeдпoлaгae eEc режимах ее движени , выбирают требуемое значение величины лК , использу  дл  этого обобщенную номограмму (фиг.б), удовлетвор ющую требовани м, аналогичным вышеизложенным при описании прототипа. По выбранному значению величины аи, использу  предварительно полученные градуировочные зависимости дК( А j,T) и Rp/aR f2{Aj,T), , определ ют требуемое значение коэффициента теплопроводности заполн ющей полость среды А. По значению Д определ ют вещество, которым необходимо заполнить полость дл  получени  требуемого значени  величины дК . Заполн ют полость выбранным веществом через штуцеры, которые после заполнени  герметизируют. Если в качестве заполн ющего вещества используетс  ; сидкость, то ее перед использованием необходимо деарировать , а при заполнении полости следить, чтобы из нее были полностью удалены газовые пузьфи. Так как действительные значени  теплопроводности вещества могут отличатьс  от справочных данных, то обычно перед установкой на исследуемый объект провер ют значени  величин R;, / и ft и , размеща  устройства между двум  изотермическим поверхност ми с различной температурой. При опред(2лении величин , RI/AR ( и дК Й ( 1) используют значени  величин К и Ri, , определенные ранее в градуировочных опытах. После заполнени  полости требуемым веществом устройство устанавливают запо;1лицо с поверхностью исследуемого объекта в заранее подготовленное гнездо. Если установка устройства по каким-либо причинам зат:руднвна то его можно смонтировать непосредственно на поверхности исследуемого объекта, но перед ним и после него по напрешленшо движени The invention relates to thermal measurements, namely the study of the parameters of convective heat transfer between the interface and the moving medium. A device for determining local heat transfer coefficients is known, comprising a battery thermoelectric heat meter for measuring the heat flux density and a differential thermocouple for measuring the temperature difference between the heat meter surface and the moving medium, and the heat meter is set flush with the heat exchange surface. This device allows the determination of heat transfer coefficients in any direction of the heat flux (both from the object under study to the moving medium, and vice versa) in the study of the heat exchange of bodies of various shapes. To calculate the heat transfer coefficient, use the known; Newton-Richman C ID Dependency The disadvantage of this device is low accuracy of determining heat transfer due to errors arising from measuring the temperature difference due to the difficulty of determining the location of the temperature of the moving medium. The device for determining local temperature is the closest to the proposed method. heat transfer coefficients between the interface and the moving medium with a medium containing heat meters, made with identical contact surfaces with the driving with the medium attached to the temperature-equalizing plate, the basis of which is the determination of the heat transfer coefficient with respect to the increment of the heat flux density (Hl I temperature difference DT - .T-D surfaces of heat meters 2J. The temperature difference between heat meter surfaces results from the use of heat meters with different thermal resistances And and RI The determination of a small temperature difference (T; –T2) in this device is carried out according to the readings of heat meters, which measure the heat flux densities tj, n and c, through them, according to the thermal resistance values of R. and provided that the heat meters are mounted on an iso thermal surface, the temperature of the plate is aligned with the temperature TO, T, .T2 (VTJ - {% To,) ("V,) - 1 The desired heat transfer coefficient is found in Formula 1 v, L in the described construction of the device, heat-exchanging thermoelectric heat flux transducers are used as heat radiators, for which the heat flux density v penetrating the heat meter is proportional to the thermal emulator generated by the thermopile i . (3) where K is the conversion factor, Substituting relation (3) into formula (2), we obtain the calculated dependence for the device G /. R. oi d () .W "2 where K is the device constant, if K K2, then K 1. It follows from equation (4) that heat meters are of the same type and their coefficients have the same temperature dependence, then the device constant K does not depend on temperature When designing a device, one of the nodal moments is the choice of values of thermal resistances, and 2 When choosing values of R, go to provide the required measurement range for the ratio q ,,. the condition must be met at the maximum possible value of the heat transfer coefficient in the process under study. At the same time, the temperature difference between the surfaces of heat meters (must be such that the heat transfer coefficients for the surfaces of both heat meters are the same, and the difference between heat flows (must be two orders of magnitude greater than the non-synchronization fluctuations of q, and v v. Since the minimum value R is determined by the technological conditions for the manufacture of heat meters rf by the magnitude of the contact thermal resistances in the plane of attachment of the heat meter with a temperature-equalizing plate, the main value that can be To vary to meet the above conditions, is the difference between the thermal resistances of heat meters and the correctness of the measurements depends on the correct choice. Therefore, devices made to study the heat transfer of gases are often incorrectly used to study the heat transfer processes of the surface washed by liquids and vice versa. application is the main disadvantage of the known device, which can be eliminated if it is possible to vary the values ydy depending on the type of coolant and limits the heat transfer coefficient changes. The purpose of the invention is to expand the scope of application by determining local heat transfer coefficients in various environments. The goal is achieved by the fact that the device for determining local heat transfer coefficients between the interface and the moving medium, containing heat measures, made with identical contact surfaces with the moving medium and fixed on the temperature-equalizing plate, additionally contains a thermal collector and the temperature-equalizing plate is made with a notch forming with the heat meter surface, on which the heat collector is mounted, a flat cavity filled with a medium with known heat conductivity, with the side surfaces of the cavity insulated. In addition, the cavity between the calorimeter and the temperature-equalizing plate is partitioned by a foil located parallel to the temperature-equalizing plate at a distance of the scientific research institute between adjacent surfaces, which ensures ratios; 1000. FIG. 1 shows a first modification of a device for determining local heat transfer coefficients; in fig. 2 - the same, the second modification; in fig. 3 - indicator of heat conductivity of the moving medium; in fig. 4 - the third modification of the device for the study of convective-radiation heat exchange; in fig. 5 shows the layout of the foil in flat CAVITY; in fig. b - nomogram for selecting the required values of the value of LK f na fig. 7 - calibration characteristic for the case of filling a flat cavity with various substances. This device can be made in several versions, First & the device modification (Fig. 1) contains heat meters 1 and 2, as well as a temperature sensor 3 (for example, a thermocouple) mounted on the surface of the heat meter 1, facing the moving medium. Heat meters are made in one heat meter unit; connected to the temperature-equalization plate 4, in which the notch is milled, located under the heat meter 2 and forming with the heat collector 5 installed on its surface facing the thermal plate-leveling plate 4 the flat cavity whose side surfaces are thermally insulated with a profiled liner 6. fittings 7 and 8 are mounted with the exit of their channels into a flat cavity filled with a medium with a known thermal conductivity. In order to simplify the manufacturing technology and improve the accuracy of determining the value (Vi / V 15, heat meters 1 and 2 are usually identical in terms of thermophysical values for thermophysical characteristics and sensitivity. To protect heat meters 1 and 2 and temperature sensor 3 from the effects of a moving medium, as well as to ensure that the characteristics of their surfaces are identical, washed by the moving medium (roughness, coefficients of thermal radiation and absorption), these surfaces are covered with a protective film or foil, sectioned It is for reducing heat transfer along it.To ensure simultaneous temperature field heating meters 1 and 2 are surrounded by protection zones with thermal characteristics equal to those of heat meters. Aligning temperature of high heat conducting material 4 ensures that the known heat resistance of heat meters 1 and 2 and the additional thermal resistance of the medium of the medium filling the cavity and the measured densities of heat fluxes "and q, 2 There was a difference in temperature (T: - T) between the surfaces of heat meters 1 and 2, with moving media. The heat collector 5 ensures the constancy of the heat fluxes passing through the thermoelectrodes of the thermometer battery of heat meter 2 and through the filler between them, regardless of the thermal conductivity of the medium in the flat cavity, and also ensures that the surface of heat meter 2 isothermal with the temperature equalization plate 4. convection in a flat cavity, its thickness, i.e. The gap between the thermal collector 5 and the temperature-equalizing plate 4 is selected when designing the device so that during the measurement process at maximum values of the temperature difference in the layer of the medium filling the cavity, the Kraussold condition (, 1000) is observed and the lateral surfaces of the cavity are thermally insulated. In some cases, as the medium filling the cavity, it is possible to use a working medium (liquid or gas), the heat exchange with which is investigated. When etsil it is advisable to use the second modification of the device (Fig. 2), in which instead of one of the nozzles in the heat-metering unit an opening 9 is made, through which the cavity is filled with the working medium. If the thermal conductivity of the working medium changes during the time of the research, to monitor this change, the thermal conductivity indicator of the moving medium (Fig. 3), operating according to the principle of a thermal meter bridge, assembled from the same elements as the proposed device ( Fig. 2), and the difference between it and the fact that instead of a protective pad or foil on the surfaces of heat meters 1 and 2, an additional temperature equalizing plate 10 is mounted, the application of the heat conduction indicator (phi 3) placed in the immediate vicinity of the device, allows to obtain information on the local in space and time values of the thermal conductivity of the working medium, the heat exchange with which is studied In relation to the research problems of convective-radiative heat exchange, it is advisable to use the third modification of the device ( Fig. 4), in which, in contrast to the first and second (Fig. 1 and .2), a heat meter 11 was additionally inserted, mounted in a single heat meter unit with heaters 1 and 2 installed on a common temperature-equalizing plate 4 with them and made with the same sensitivity as thermal heat meters 1 and 2 available to thermal resistance, but differing from them in that its backhole film has different values of thermal radiation and absorption coefficients, compared with these characteristics for coatings of heat meters 1 and 2. If a predominantly gaseous medium is used to fill a flat cavity, then to reduce heat transfer by radiation and to ensure predominantly conductive heat transfer The sediment between the thermal collector 5 and the temperature-equalizing plate 4 cavity is performed with a partitioned metal foil 12 (FIG. 5), parallel to the temperature of the injec- tion plate 4 and the surface of the thermal collector, divide the strip on the target, for which the condition G, .Pf, 1000 is met. In this case, the surfaces of the thermal collector 5, the temperature-equalizing plate 4 and the foil 12 are made with mass values of the coefficients of thermal radiation and absorption. This solution provides predominant heat transfer heat conductor-. in a flat cavity. To determine the parameters of convective heat transfer using the proposed device, it is necessary to select and ensure the required value of R to install the device on the surface of the object under study; as well as measure thermoelectric power, and calculate the required values using formulas. Based on a priori information about the possible range of changes in heat transfer coefficients in the heat exchange between the surface of the object and the moving medium, about the thermophysical characteristics of the environment and about its eEc modes of its movement, choose the desired value of LK using a generalized nomogram (fig.b) satisfying the requirements similar to the above in the description of the prototype. The required value of the coefficient of thermal conductivity of the medium filling the cavity is determined from the selected value of the value of ai, using the previously obtained calibration dependences dK (A j, T) and Rp / aR f2 {Aj, T), it is necessary to fill the cavity to obtain the desired value of the magnitude of dK. The cavity is filled with the selected substance through fittings, which, after filling, are sealed. If used as a filling substance; it is necessary to dear it before using it, and when filling the cavity it is necessary to ensure that the gas bubbles are completely removed from it. Since the actual values of thermal conductivity of a substance may differ from reference data, usually before installing on the object under test, the values of R ;, / and ft and are checked, placing the devices between two isothermal surfaces with different temperatures. When determining the values, RI / AR (and DCI (1) use the values of K and Ri, determined earlier in the calibration experiments. After filling the cavity with the required substance, the device is installed; installation of the device for any reason: it can be mounted directly on the surface of the object under study, but before and after it for sure

среды устанавливают специальные клинь , выполненные из высококачественного материала и служащие дл  уменьшени  искажени  гидродинамики набегающего потока среды и теплового потока.Environments establish special wedges made of high-quality material and serve to reduce the distortion of the hydrodynamics of the incoming flow of the medium and the heat flow.

Установив устройство на исследуемом объекте, подключают токосъемные провода тепломеров 1 и 2 и датчика 3 температуры к вторичной аппаратуре и измер ют термо-э.д.с., генерируемые первичными преобразовател ми , и определ ют искомый коэффициент теплоотдачи.Having installed the device on the object under study, they connect current-collecting wires of heat meters 1 and 2 and temperature sensor 3 to the secondary equipment and measure the thermal emf generated by the primary converters, and determine the heat transfer coefficient.

При исследовании локального конвективного теплообмена кроме коэффициента теплоотдачи необходимо определ ть температуру среды Т(.р , соответствующую измеренному значению коэффициента теплоотдачи и невозмущенный наличием устройства тепловой поток «Vx поверхности исследуемо .го Объекта.In the study of local convective heat transfer, in addition to the heat transfer coefficient, it is necessary to determine the temperature of the medium T (.р, corresponding to the measured value of the heat transfer coefficient and the heat flux "Vx of the surface of the Object under study that is not disturbed by the presence of the device.

Устройство позвол ет также определ ть плотность теплового потока на поверхности исследуемого объекта невозмущенного наличием устройства, если дополнительно измерить температуру поверхности объекта Т в точке наход щейс  в одинаковых гидродинамических услови х с устройством, пр условии одинаковой температурной предыстории набегающего потока, по простой зависимости cj,cj.-K3t() в которую вход т только измер емые непосредственно во врем  эксперимента величины. Таким образом, использование предлагаемого устройства в теплотехническом эксперименте при исследовании конвективного теплообмена позвол ет довольно просто учитывать искажени  плотности тепловог потока, вносимые устройством при размещении его на поверхности раздела фаз исследуемого объекта.The device also makes it possible to determine the heat flux density on the surface of the object under study undisturbed by the presence of the device, if we additionally measure the surface temperature T of the object at a point in the same hydrodynamic conditions with the device, under the condition of the same temperature history of the incident flow .-K3t () which includes only the quantities measured directly during the experiment. Thus, the use of the proposed device in a heat engineering experiment in the study of convective heat exchange makes it quite easy to take into account the distortions of the heat-flux density of the flow introduced by the device when it is placed on the interface between the phases of the object under study.

На фиг. 7 приведена градуировочна  характеристика одного из устройства дл  температурного интерваша 30-40 С, полость которого заполнена воздухом, трансформаторным маслом , глицерином и водой, из анализа которой следует, что.в зависимости от исследуемого процесса, варьиру  заполн ющей полость средой,.можио получить оптимальные значени  величины uKf благодар  чему расшир етс  область применени  предлагаемого устройства.FIG. 7 shows the calibration characteristic of one of the devices for a temperature interval of 30-40 C, the cavity of which is filled with air, transformer oil, glycerin and water, from the analysis of which it follows that depending on the process being studied, varying the medium filling the cavity, it is possible to obtain optimal values of uKf, thereby expanding the scope of the proposed device.

Если теплопроводность рабочей среды известна и удовлетвор ет по своей величине значению теплопроводности среды, необходимой дл  обеспечени  требуемого значени  ведичи- ны AR , то в этом случае может быть использована втора  модификгщи  устройства (фиг. 2), применение которой упрощает подготовку эксперимента, так как устранена необходимость компенсировать изменение давлени  и объемное расширение.заполн ющего полость вещества под действием темпе ратурных условий работы устройства и изменени  термодинамических параметров движущейс  рабочей среды.If the thermal conductivity of the working medium is known and satisfies in its magnitude the value of the thermal conductivity of the medium necessary to provide the required value of the AR unit, then a second device modifier can be used (Fig. 2), the use of which simplifies the preparation of the experiment, since it is eliminated the need to compensate for the change in pressure and volume expansion of the substance filling the cavity under the influence of the temperature conditions of the device and the change in the thermodynamic parameters of the moving working environment.

Методика подготовки и проведени  измерений со второй модификацией устройства аналогична описанной.The method of preparation and measurement with the second modification of the device is similar to that described.

Если теплопроводность измен етс  во времени при проведении ис0 следований (например путем изменени  состава или давлени  набегающей среды) , то в комплект с предпагаег. мым устройствам ввод т дополнительно индикатор теплопроводности движу5 щейс  среды, (фиг. 3). В этом случае его размещают в непосредственной близости от устройства на поверхности исследуемого объекта. При этом штуцер 8 устройства (фиг. 2) и штуцер 8 If the thermal conductivity varies over time during the study (for example, by changing the composition or pressure of the incoming medium), then it is included in the package with a specimen. An additional indicator of thermal conductivity of the moving medium is introduced into my devices (Fig. 3). In this case, it is placed in the immediate vicinity of the device on the surface of the object under study. When this fitting 8 devices (Fig. 2) and fitting 8

0 индикатора теплопроводности движущейс  среды (фиг. 3) подсоедин ют к единой соосной системе, с помощью которой периодически обновл ют среду в полост х устройства (фиг. 2) и 0 the heat conduction indicator of the moving medium (Fig. 3) is connected to a single coaxial system, with the help of which the medium in the cavities of the device (Fig. 2) is periodically updated and

5 индикатора (фиг. 3) .5 indicator (Fig. 3).

.Измерение коэффициента теплопро- . водности провод т при установившемс  тепловом режиме в полости. Искомый коэффициент теплопроводности, . Measurement of the coefficient of heat. water content is carried out at steady thermal conditions in the cavity. The desired thermal conductivity coefficient

0 движущейс  среды наход т по формуле0 moving media are calculated by

5 где R5 where R

- термические сопро42- thermal resist42

Т1T1

тивлени  тепломеров 1 и 2 (фиг. 3) образующие мостовую теплометрическую .схему q, и «v тепловые потоки, прошедшие через тепломеры 1 и 2 (фиг. 3) и измеренные ими; Aj-p - теплопроводность среды;of heat meters 1 and 2 (fig. 3) forming the heat meter pavement q, and “v heat fluxes that passed through heat meters 1 and 2 (fig. 3) and measured by them; Aj-p is the thermal conductivity of the medium;

h - толщина зазора в полости индикатора (фиг. 3) ;h is the thickness of the gap in the cavity of the indicator (Fig. 3);

А и В - посто нные приборы, полученные в градуировочных экспериментах со стандартными образцами.A and B are permanent instruments obtained in calibration experiments with standard samples.

Применение индикатора теплопроводности движущейс  среды (фиг. 3), установленного в непосредственной близости от основного устройства The use of the indicator of thermal conductivity of the moving medium (Fig. 3), installed in close proximity to the main device

0 ( фиг. 2), позвол ет получать информацию о локальных в пространстве и времени значени х коэффициента теплопроводности среды, теплообмен с которой исследуетс , за счет чего повысить точность определени  значений коэффициента теплоотдачи и обработки результатов в критеригшьной форме (Ro., Рр,- G,. I , так как0 (Fig. 2) allows obtaining information on the local in space and time values of the thermal conductivity of the medium, the heat exchange with which is investigated, thereby improving the accuracy of determining the values of the heat transfer coefficient and processing the results in the criterion form (Ro., Pp, - G,. I, since

oil, , . .... oil,. ....

в число входит значениеnumber includes value

Лдркоэффициента Теплопроводности средыгThe coefficient of thermal conductivity

Дл  исследовани  конвективно-радиационного теплообмена примен ют третью модификацию устройства (фиг.4) в которую дополнительно введенFor the study of convective-radiation heat exchange, a third modification of the device (Fig. 4) is used in which

ffff

10,ten,

фиг. 2FIG. 2

k-/r/fj,k- / r / fj,

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ МЕЖДУ ПОВЕРХНОСТЬЮ РАЗДЕЛА ФАЗ И ДВИЖУЩЕЙСЯ СРЕДОЙ, содержащее тепломеры, выполненные с идентичными поверхностями контакта с движущейся средой и закрепленные на температуровыравнивающей пластине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения области применения за счет расширения класса исследуемых потоков, в устройство введен тепловой коллек тор, а температуровыравнивающая пластина выполнена с выемкой, образую- . щей с поверхностью тепломера, на которой смонтирован тепловой коллектор, плоскую полость, заполненную средой с известной теплопроводностью, причем боковые поверхности полости теплоизолированы.1. DEVICE FOR DETERMINING LOCAL HEAT TRANSFER COEFFICIENTS BETWEEN THE SURFACE OF THE PHASE AND MOVING MEDIA, containing heat meters made with identical contact surfaces with a moving medium and fixed to a temperature-leveling plate, as a rule In order to expand the scope by expanding the class of the studied flows, a thermal collector is introduced into the device, and the temperature-leveling plate is made with a recess, forming -. adjacent to the surface of the heat meter on which the heat collector is mounted, a flat cavity filled with a medium with known thermal conductivity, the side surfaces of the cavity being insulated. 2. Устройство по π. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что полость между тепломером и температуровыравнивающей пластиной секционирована фольгой, расположенной параллельно температуровыравнивающей пластине, на расстоянии между соседними поверхностями, обеспечивающем соблюдение соотношения GpPp< 1000, где Gp — критерий Гросгофа;2. The device according to π. 1, the fact that the cavity between the heat meter and the temperature-leveling plate is partitioned by a foil located parallel to the temperature-leveling plate, at a distance between adjacent surfaces, ensuring compliance with the ratio GpPp <1000, where Gp is the Groshoff criterion; Рг - критерий Прандтля.R g - Prandtl criterion. фиг. 7FIG. 7
SU823442005A 1982-05-19 1982-05-19 Device for determination of local convective heat transfer between phase separation surface anv moving medium SU1059494A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823442005A SU1059494A1 (en) 1982-05-19 1982-05-19 Device for determination of local convective heat transfer between phase separation surface anv moving medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823442005A SU1059494A1 (en) 1982-05-19 1982-05-19 Device for determination of local convective heat transfer between phase separation surface anv moving medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1059494A1 true SU1059494A1 (en) 1983-12-07

Family

ID=21013039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823442005A SU1059494A1 (en) 1982-05-19 1982-05-19 Device for determination of local convective heat transfer between phase separation surface anv moving medium

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1059494A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Федоров В.Г. Теплометри в пищевой промьюшенности. М., Пищева промышленность, 1974, с. 143. 2. Декуша Л.В., Грищенко Т.Г., Геращенко О.И. и Федоров В.Г. Прсильшшенна теплотехника, 1981, 1, с. 21-28 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Klausner et al. Vapor bubble departure in forced convection boiling
US7926323B2 (en) Thermal conductivity measuring method and apparatus, and gas component ratio measuring apparatus
Moreira et al. Heat transfer coefficient: a review of measurement techniques
EP0159438A2 (en) Multi-layered thin film heat transfer gauge
Gifford et al. Convection calibration of Schmidt–Boelter heat flux gauges in stagnation and shear air flow
Buliński et al. Application of the ASTM D5470 standard test method for thermal conductivity measurements of high thermal conductive materials
US8583397B2 (en) Device for determination of thermal exchange coefficient and associated method
Bertsche et al. Experimental investigation on heat transfer in laminar, transitional and turbulent circular pipe flow with respect to flow regime boundaries
Cheng et al. Flow boiling heat transfer in a vertical spirally internally ribbed tube
SU1059494A1 (en) Device for determination of local convective heat transfer between phase separation surface anv moving medium
Catarsi et al. Accuracy analysis of direct infrared temperature measurements of two-phase confined flows
Hubble et al. Development and evaluation of the time-resolved heat and temperature array
SU911274A1 (en) Device for determination of liquid and gas thermal conductivity
SU911275A1 (en) Device for determination of material thermal physical characteristics
Kearney et al. Local and average heat transfer and pressure drop characteristics of annularly finned tube heat exchangers
EP1223411A1 (en) Universal sensor for measuring shear stress, mass flow or velocity of a fluid or gas, for determining a number of drops, or detecting drip or leakage
SU1165957A1 (en) Method of determining thermal and physical characteristics of material flat specimens and device for effecting same
SU1073663A1 (en) Material thermal physical characteristic complex determination method
Francois et al. Simultaneous measurements of liquid velocity and temperature for high pressure and high temperature liquid single phase flows
RU2762534C1 (en) Method for determining heat transfer coefficient of materials and device for its implementation
RU2751579C1 (en) Method for measurement of proportions of the components in a two-phase medium flow
RU2755090C1 (en) Absolute method for differential scanning thermal conductometry
RU2250440C2 (en) Method of locating interfaces of fluids
Zhang et al. Development of exposed rapid thermocouple for internal fluid temperature testing under pressure
Newton Performance characteristics of rotating, non-capillary heat pipes.