SU1649309A1 - Устройство дл определени конвективного коэффициента теплоотдачи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к теплофизике и позвол ет повысить точность определени  коэффициента теплоотдачи за счет создани  оптимального соотношени  температурных напоров в точках закреплени  термоэлектродов . Элемент оребрени  в виде ребер, штырей выполнен из термоэлектрического материала, теплопроводность которого Л выбрана из соотношени , приведенного в описании изобретени . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к экспериментальной теплофизике, а именно к устройствам дл  экспериментального определени  конвективного коэффициента теплоотдачи элементов оребрени  различной формы (ребер , штырей, стержней, проволок и др.).

Цель изобретени  - повышение точности определени  коэффициента теплоотдачи путем создани  оптимального соотношени  температурных напоров на концах элемента оребрени , р точках закреплени  термоэлектродов .

На чертеже представлена схема устройства дл  определени  конвективного коэффициента теплоотдачи.

Устройство представл ет собой модель оребрени  в виде элемента 1 оребрени  (штыри, ребра, стержни, проволока и др.; из термоэлектрического материала. На элемент0 1 оребрени  вблизи основани  2 и в- противоположном от основани  конце :мента закреплены термоэлектроды 3 и 4, изготовленные из материала, противоположного материалу элемента оребрени  по термоэлектрическому потенциалу и образующие с ним спаи термопар. На боковой

поверхности элемента 1 закреплен электрод 5 из однородного с ним материала. Термоэлектроды б и 7 выполнены из однородного с элементом 1 оребрени  материала и образуют совместно со свободными концами термоэлектродов 3 и 4 спаи термопар . Микровольтметр 8 соединен с электродом бис помощью переключател  9 поочередно подключен к свободным концам термоэлектродов 6 и 7, образу  электроизмерительную схему. С ее помощью измер ют термо-ЭДС и соответственно температурные напоры между элементом 1 вблизи его основани  и потоком воздуха V и между противоположным концом элемента 1 и потоком воздуха VgВ предлагаемом устройстве примен ют материал элемента 1 оребрени , обеспечивающий определение коэффициента теплоотдачи с минимально возможной погрешностью , при этом теплопроводность материала элемента оребрени  А. удовлетвор ет соотношению

К (0,25-0,63) (1)

IT

&

Ј

ОЗ О СО

где / - рассто ние между точками креплени  термоэлектродов; - гидравлический радиус элемента оребрени ; а - предварительно задаваемый

коэффициент теплоотдачи; f, и - соответственно площадь и периметр поперечного сечени  элемента оребрени .

Погрешность определени  коэффициента теплоотдачи обусловлена погрешност ми из-

мерени  величин A,, f, и,

I и Arch2 - ve

Наибольший вклад вносит погрешность определени  величины Arch2- -. Из графика

относительной

Vt

среднеквадратической пои . V,

грешности определени  величины Arch .,

при V const, имеющего  вно выраженный минимум, можно выделить область, характеризующуюс  диапазоном значений ( /Vf) ,9-3,7, в которой коэффициент теплоотдачи может быть определен с наимень- шей погрешностью.

С учетом диапазона значений ()°m выбирают материал элемента оребрени , обеспечивающий определение коэффициента теплоотдачи с наибольшей точностью, при этом теплопроводность этого материала должна соответствовать выражению (1).

По уравнени м подоби , описывающим теплоотдачу тел различной формы, ориентировочно оценивают диапазон значений коэффициента теплоотдачи, в котором мо- жет находитьс  определ емое значение конвективного коэффициента теплоотдачи исследуемого оребрени .

При проведении измерени  элемент 1 оребрени  размещают на основании 2, которое в свою очередь устанавливают на на- греватель 10. Подают электропитание на нагреватель 10 и устанавливают необходимый расход воздуха в измерительном

канале 11. После наступлени  стационарного режима измер ют величины тер- мо-ЭДС, соответствующие температурным напорам V и Vf, подключа  микровольтметр 8 с помощью переключател  9 поочередно к термоэлектродам 6 и 7. По измеренным величинам определ ют коэффициент а теплоотдачи оребрени 

5

о

5

0

КЛ,„(.2 V

(2)

«-VV г

Устройство позвол ет определ ть коэффициент теплоотдачи с погрешностью, не превышающей 3-5%, в результате использовани  вместо реального объекта оребрени  его модели, в которой элемент оребрени  выполнен из термоэлектрического материала с теплопроводностью Я,м, выбранной из диапазона значений, удовлетвор ющих соотношению (1).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  конвективного коэффициента теплоотдачи, содержащее модель оребрени  в виде основани  с размещенным на нем элементом оребрени , в котором у основани  и на его противоположном конце, закреплены термоэлектроды термопар, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени , в нем элемент оребрени  выполнен из материала, теплопроводность которого выбрана из соотношени 

   Я (0,25-0,63) fir

   где - гидравлический радиус элемента оребрени ; рассто ние между точками закреплени  термоэлектродов термопар;

   предварительно задаваемый конвективный коэффициент теплоотдачи;

   - соответственно площадь и периметр поперечного сечени  элемента оребрени .

   a -

   f,U