SU381010A1 - Способ определения коэффициента теплопередачи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к способам определени  теплафизических характеристик твердых тел, напри.мер коэффициента теплопередачи провод щих материалов, представл ющих собой полые цилиндр.ические трубки.

Известный калори.метрический способ определени  коэффициента теплопередачи твердых тел путем измерени  их теплофизических характеристик включает в себ  измерение количества тепла и температуры в процессе изменени  теплового потока, проход щего через образец. Калориметрические измерени  сложны, а определение температуры в сложных услови х экспериментов по определению коэффициентов теплопередачи может быть Произведено с невысокой точностью.

С целью упрощени  эксперимента и повышени  его точности внутри трубки нропускают тенлопередающее вещество той же температуры , что и температура среды снаружи, и .измер ют скорость тепловой дефор-мацни трубки, а также предельное относительное изменение ее геометрических раз.меров. Затем трубку нагревают, .измер ют величину подводимой мощности, скорость теплового расши .рени  и искомую величину коэффициента теплопередачи определ ют по формуле:

f w4l

2

где tci - скорость тепловой деформации. а2 - скорость теплового расщирени , /5 - коэффициент теплового расширени ,

/ - длина трубки, / - из.ме-ение длины трубки, Р - подводима  .мощность нагрева.

Последовательность операций, проводимых дл  определени  коэффициента теплопередачи , следующа .

Берут широко примен емые в технических устройствах, например в теплообменниках, полые цилиндрические трубки. Внутри трубки пропускают теплопередающее вещество, например жидкость с посто нной температурой , отличающейс  от температуры внешней термостатированной среды.

При достижении стационарных условий теплопередачи измер ют длину трубки, is через нее начинают пронускать теплопередающее вещество той же температуры, что н температура наружной среды. Дилатометрически измер ют при этом скорость теплового изменени  геометр;1ческ х размеров, напри.мер диаметра, трубки.

После выравнивани  температурного но.т  в трубке наход т относите.льное нз.менение размеров. Затем исследуемый образец по.мещают в среду с малой теплопроводностью и нагревают трубку, подвод  ток высокой

мощности. Величину электрической мощности подбирают-такой, чтобы в начальный период нагрева теплопотер ми через поверхность образца можно было пренебречь.

В произвольный момент времени электронагрева трубки определ ют скорость теплового расширени  и величину выдел ющейс  в трубке электрической мощности. На основании полученных данных искомый коэффициент теплопередачи определ ют по формуле:

L/W .M

где Wi - скорость теплавой деформации, jjy2 - скорость теплового расширени , - коэффициент теплового расширени ,

/ - длина трубки, J/ - .изменение длины трубки, Р - подводима  .мощность нагрева. Предложенным способом определ ли коэффициент теплопередачи путем пропускани  воды при 0° С через трубку из стали У8А, находивщуюс  в потоке воздуха при 20° С. Длина трубки 10 см, радиус 2 см, толщина стенок см. При опускании трубки в воду с тающим льдом скорость изменени  ее размеров составила 0,75 мм/сек. Дл  измерений использовалс  рычажно-оптический дил атометр с погрешностью определени  линейных размеров около 1 мкм. Относительное предельное уменьшение размеров оказалось равным

2,. Скорость увеличени  размеров трубки при адиабатическом нагреве электрическим током мощностью 1650 вт составила 0,88 мм/сек. Коэффициент теплопередачи оказалс  равным 5,04 кал1см- сек град.

Предмет изобретени 

Способ определени  коэффициента тенло10 передачи полых цилиндрических трубок путем .измерени  их теплоф.изических характеристик , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  измерений и повышени  их точности , внутри трубки пропускают теплопередаю15 щее вещество той же температуры, что и температура среды снаружи и измер ют скорость тепловой деформации трубки, а также предельное относительное изменение ее геометрических размеров, затем трубку нагревают, 20 измер ют величину подводи.мШ мощности, скорость теплового расш.ирени  и искомую величину коэффициента теплопередачи определ ют по формуле:

где Wi - скорость тепловой деформации, W2 - скорость теплового расщирепи , 30j3 - коэффициент теплового расщирени ,

/ - длипа трубки, / - изменение длины трубки, Р - подводима  Мощность нагрева.