SU1638570A1

SU1638570A1 - Heat flux density measuring device

Info

Publication number: SU1638570A1
Application number: SU884486801A
Authority: SU
Inventors: Евгений Николаевич Кравцов; Сергей Дмитриевич Фролов
Original assignee: Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к устройствам тепловых измерений, может быть использовано при определении теплового потока на греющей поверхности к кип щей жидкости и позвол ет повысить точность измерени . На свободном конце пароотводной трубки 6 под пр мым углом к ее оси установлен съемный наконечник 8, открытый с торцов. В контакте с его поверхностью и чувствительным элементом электромеханического преобразовател динамометра 4 расположена шарова п та 9. При измерении осуществл етс непрерывное гидростатическое взве- шивание поплавка 2, заполненного кип щей жидкостью. Изменение выталкивающей поплавок силы, вызванное убылью массы кип щей жидкости, воспринимаетс динамометром 4, сигнал от которого поступает на записывающее устройство 5. 1 ил.The invention relates to thermal measurement devices, can be used in determining the heat flux on the heating surface to a boiling liquid and allows to increase the measurement accuracy. At the free end of the vapor discharge tube 6, at a right angle to its axis, there is a removable tip 8, open from the ends. In contact with its surface and the sensing element of the electromechanical transducer of the dynamometer 4, a spherical pin 9 is located. During the measurement, the float 2 filled with boiling liquid is continuously weighed. The change in the force pushing out the float, caused by a decrease in the mass of the boiling liquid, is sensed by a dynamometer 4, the signal from which is fed to the recording device 5. 1 Il.

Description

Изобретение относится к устройствам тепловых измерений и может быть использовано при исследовании тепло--и массообмена жидкостей в условиях кипения.The invention relates to thermal measurement devices and can be used in the study of heat and mass transfer of liquids under boiling conditions.

Цель изобретения - повышение точности измерения.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для измерения теплового потока.The drawing shows the proposed device for measuring heat flux.

Устройство для измерения теплового потока содержит жидкостный термостат 1, закрытый крышкой с отверстием, сосуд 2 с кипящей жидкостью 3, блок измерения и индикации в виде динамометра 4 с электромеханическим преобразователем измеряемого усилия. соединенного с записывающим устройством 5. Жидкостный термостат 1, снабженный подогревателями и электронным блоком управления режимом термостатирования используется в качестве нагревателя. Сосуд 2 с кипящей жидкостью выполнен . в виде поплавка цилиндрической формы с пароотводной трубкой 6, днище которого является термочувствительной поверхностью, а боковые поверхности его, включая пароотводную трубку, термоизолированы. Уровень жидкости в сосуде не должен превышать 0,75 высоты этого сосуда. В нижней части сосуда 2 прикреплен сменный (в зависимости от плотности кипящей жидкости) балластный груз 7, масса которого должна обеспечивать устойчивое удержание сосуда 2 в вертикальном положении и в плавучем состоянии.A device for measuring the heat flux contains a liquid thermostat 1, closed with a lid with an opening, a vessel 2 with boiling liquid 3, a measurement and indication unit in the form of a dynamometer 4 with an electromechanical transducer of the measured force. connected to the recording device 5. A liquid thermostat 1, equipped with heaters and an electronic control unit for thermostating mode is used as a heater. A vessel 2 with boiling liquid is made. in the form of a cylindrical-shaped float with a steam drain pipe 6, the bottom of which is a heat-sensitive surface, and its side surfaces, including the steam drain pipe, are thermally insulated. The liquid level in the vessel should not exceed 0.75 the height of this vessel. In the lower part of the vessel 2 there is attached a removable (depending on the density of the boiling liquid) ballast weight 7, the mass of which should provide a steady hold of the vessel 2 in an upright position and in a floating state.

Пароотводная трубка 6 на свободном конце снабжена съемным цилиндрическим наконечником 8, открытом с торцов для отвода пара из поплавка под углом 90° к вертикальной оси и контактирующим с шаровой пятой 9, упирающейся в чувствительный элемент (тензодатчик) электромеханического преобразователя динамометра 4, сигнал от которого поступает на записывающее устройство 5, например светолучевой осциллограф.The steam outlet pipe 6 at the free end is equipped with a removable cylindrical tip 8, open from the ends to divert the steam from the float at an angle of 90 ° to the vertical axis and in contact with the ball heel 9, resting against the sensing element (strain gauge) of the electromechanical converter of dynamometer 4, the signal from which comes to a recording device 5, for example a light beam oscilloscope.

При измерении излишняя масса исследуемой жидкости в сосуде 2 выкипает в течение времени, необходимого для прогрева всей системы, включающей термостат 1, поплавок и исследуемую жидкость, и установления! стационарного режима кипения жидкости. Вывод пара под прямым углом к оси трубки 6 исключает воздействие на поплавок 2 силы реакции струи пара.When measuring, the excess mass of the test fluid in the vessel 2 boils over for the time necessary to warm up the entire system, including thermostat 1, the float and the test fluid, and establish! stationary boiling liquid. The output of steam at right angles to the axis of the tube 6 eliminates the effect on the float 2 of the reaction force of the steam jet.

Поплавок 2 с кипящей жидкостью в течение всего времени производства измерений остается практически неподвижным, так как изменение выталкивающей попла5 вок силы, вызванное убылью массы кипящей жидкости, воспринимается неподвижно за. крепленным на корпусе термостата 1 динамометром 4. При этом съёмный цилиндрический наконечник 8, насаженный на пароотвод10 ную трубку 6 поплавка, шаровой пятой 9 упирается в упругий элемент электромеханического преобразователя динамометра, обладающий очень малыми перемещениями (порядка долей миллиметра) и сравнй15 тельно высокой чувствительностью (порядка нескольких миллиньютон).The float 2 with boiling liquid during the entire time the measurements are taken remains almost immobile, since a change in the buoyancy pushing force 5 caused by a decrease in the mass of boiling liquid is perceived motionlessly. A dynamometer 4 mounted on the thermostat housing 1. At the same time, a removable cylindrical tip 8, mounted on the steam exhaust pipe 6 of the float, with ball 5 rests against the elastic element of the electromechanical converter of the dynamometer, which has very small displacements (of the order of a millimeter) and relatively high sensitivity (of the order of several millinewton).

Применение тензодинамометра для измерения выталкивающей поплавок силы при его непрерывном гидростатическом 20 взвешивании позволяет производить автоматическую запись процесса выкипания жидкости и повысить оперативность измерения. По записанной осциллограмме легко определяется стационарный режим кипе25 ния (по линейному закону изменения сигнала) и скорость убыли массы кипящей жидкости ЙМ/ДЪ на этом режиме, входящая в зависимость для определения плотноi сти теплового потока q.The use of a strain gauge for measuring the buoyant buoyancy force during its continuous hydrostatic 20 weighing allows automatic recording of the process of boiling off the liquid and increase the efficiency of measurement. Using the recorded oscillogram, the stationary boiling mode (according to the linear law of signal change) and the rate of decrease in the mass of the boiling liquid YM / DL in this mode, which is included in the dependence for determining the density of the heat flux q, are easily determined.

Claims

Claim

A device for measuring heat flux density, comprising a liquid thermostat with an opening in its lid and a vessel placed therein in the form of a float with thermal vacuum insulation of the side surfaces filled with liquid and equipped with a ballast weight and connected to a steam pipe passing through an opening in the thermostat cover, and a measurement and indication unit, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, a removable cylindrical tip, open from the ends, mounted on the free end of the pa oom, the water tube at a right angle to its axis, heel and ball, and the measurement and display unit is designed as a dynamometer connected to the recording apparatus, the ball heel is placed in contact with the removable tip surface and the sensor element of the electromechanical converter dynamometer.