SU1822959A1

SU1822959A1 - Cпocoб oпpeдeлehия koэффициehta teплoпepeдaчи

Info

Publication number: SU1822959A1
Application number: SU904847325A
Authority: SU
Inventors: Mikhail N Galkin; Igor V Shevchenko; Mstislav S Chernyj; Aleksandr S Lebedev; Sergej A Shubin
Original assignee: Mo Aviatsion Tekh Inst
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1993-06-23

Description

’ Изобретение относится к области теплофизических измерений и может найти применение в отраслях промышленности, связанных с разработкой и изготовлением тепловых машин различного назначения, в частности, для определения коэффициента теплопередачи к воздуху в лопатках газовых турбин.

« Цель изобретения - снижение энергетических затрат и расхода металла на определение коэффициента теплопередачи.

Указанная цель достигается тем, что согласно изобретению деталь перед погружение в расплав нагревают до температуры выше, чем температура кристаллизации металла. но не превышающей температуры деструкции металла, нагретую деталь помещают в расплав металла и при достижении системой расплав-деталь температуры кристаллизации металла через деталь продувают охлаждающую среду. О коэффициенте Теплопередачи судят по толщине корки , металла, образовавшейся на наружной по- . верхности детали и разности температур исследуемой детали и охлаждающей среды.

На фиг. 1 представлена последовательность операций' при проведении эксперимента: на фиг. 2 - график определения коэффициента электропередачи.

Охлаждаемая деталь 1. снабженная подводящим 2 и отводящим 3 патрубками.

1822959 А1 помещается в печь 4, где осуществляется ее нагрев до температуры выше, чем температура кристаллизации металла, но не превышающей температуры, при которой наступает деструкция металла. Нагретая исследуемая деталь помещается в расплав металла 5, температура которого выше температуры кристаллизации, но ниже температуры деструкции металла. Исследуемая деталь выдерживается в расплаве до наступления в системе расплав-деталь равновесного состояния, т. е. когда температура исследуемой детали будет равна температуре металла. Исследуемая деталь вместе с ванной 6 охлаждается в окружающей среде за счет естественной конвекции до тех пор, пока на внутренней поверхности ванны не образуется корка металла 7, составляющая 0,1—0,15 ширины ванны, что соответствует достижению системой расплав-деталь температуры кристаллизации металла. В момент, когда температура системы расплав-деталь станет равной температуре кристаллизации металла, через исследуемую деталь продувают охлаждающую среду. Исследуемую деталь 1 извлекают из расплава. О коэффициенте теплопередачи судят по толщине корки, образовавшейся при продувке на наружной поверхности детали и разности температур исследуемой детали и охлаждающей среды.

При пройедении экспериментов для системы расплав-деталь уравнение теплового баланса можно записать следующем виде

См ПГ>м ΔΤμ ~ Сд ГПд АТд,

Пример выполнения способа. Лопатку газовой турбины массой 1 кг. температура которой равна Т_д = 20° С погружали в расплав перегретого до 450° С цинка. Масса 5 цинка, потребная для проведения эксперимента в этом случае составляла 15.3 кг.

_ Сл АТ_Л ^тц1 ~с^зТц

419,4 -20 _ ^Х 450 -419,4

0,462

0.394

15,3 кг

В другом случае лопатку перед погруже^5 нием в расплав цинка нагревали до температуры равной 450° С. Необходимая для проведения эксперимента масса цинка составила _ Сд АТд откуда .

где т_м ^_ масса металла; тд - масса детали;

С_м и Сд - теплоемкость металла и детали.

АТд = Тц_Р - Тд - изменение температуры детали с момента ее погружения в расплав ^5 металла до температуры кристаллизации металла,

АТм = Т_кр , Тм - изменение температуры металла с момента погружения в него детали до температуры кристаллизации метал- 5θ ла.

Т. к. масса металла пропорциональна АТд, то нагрев детали перед погружением ее в расплав металла, который приводит к уменьшению АТд позволит уменьшить маесу металла, потребную для достижения в системе расплав-деталь равновесного состояния, и сократить энергозатраты на проведение эксперимента.

_ 0,462 450 - 419,4_ ^тц2 0.394 450 —419.4

Нагрев проводили в печи шахтного типа, температуру детали контролировали с помощью хромель-копелевой термопары, зачеканенной на ее поверхности.

Таким образом, при определении коэффициента теплопередачи, согласно предлагаемому изобретению, требуемая для эксперимента масса цинка уменьшилась на 92.3 %.

ГПц1 - ГПц2 ^тЦ1 •100% = ¹-⁵-15-₃ ¹-'-² ·¹00 %=92.3 %

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным обеспечивает уменьшение потребного дляэкспериментов 4Q металла на 50-95 % и затрат электроэнергии на его плавление и нагрев на 68 %.

Claims

Формула изобретения

Способ определения коэффициента теплопередачи через стенку конвективно охлаждаемой детали, заключающийся в том. что деталь помещают в ванну с расплавом перегретого металла, выдерживают ванну в окружающей среде до тех пор, пока на ее внутренней поверхности образуется корка металла, составляющая 0,1-0,15 ширины ванны, что соответствует достижению системой расплав-деталь температуры кристаллизации, и в этот момент начинают продувать деталь охлаждающей средой, фиксируя время продувки, а о коэффициенте теплопередачи судят по толщине образовавшейся на поверхности детали корки металла и разности температур детали, равной температуре кристаллизации, и охлаж1822959 дающей среды, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат и расхода расплава металла, исследуемую деталь перед погружением в расплав нагревают до температуры, выше чем температуры кристаллизации металла, но не превышающей температуру, при которой наступает деструкция расплава металла.

^г ύ , >^г

Составитель Редактор Т. Шагова Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова

Заказ 2177 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101