Устройство для определения коэффициента теплоотдачи от металлической насадки к омывающему ее газовому потоку

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 04.XI.1970 (№ 1488802/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

M. Кл. G 01k 17/20

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 07.XII 1972. Бюллетень № 1 за 1973 г.

Дата опубликования описания 29.1.1973

УДК 536.245(088.8) Авторы изобретения

Заявитель

Е. И. Микулин и Ю. А. Ц.1евич

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ТЕПЛООТДАЧИ OT МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ НАСАДКИ

К ОМЫВАЮЩЕМУ ЕЕ ГАЗОВОМУ ПОТОКУ

Изобретение относится к установкам для определения коэффициента теплоотдачи от насадки регенеративного теплообмена аппарата к газу, протекающему через эту насадку.

Известны установки для определения коэффициента теплоотдачи от высокоэффективной сетчатой насадки регенератора к потоку газа при стационарном режиме. Сетчатая насадка в этой установке нагревается индукционным способом, т. е. тепло генерируется в самой насадке при воздействии электромагнитного поля индуктора. Недостатком известного устройства является то, что на этой установке может исследоваться насадка, состоящая из большого числа сеток, сжатых плотно в единый пакет, и при небольших удельных тепловых нагрузках. Только в этом случае возможен эффективный индукционный нагрев насадки электромагнитным полем низкой промышленной частоты, обеспечивающим равномерное тепловыделение по всему объему насадки и не воздействующим на малогабаритные термодатчики.

В случае же исследования теплоотдачи в сетчатых насадках меньшей плотности или состоящих из малого числа сеток, а также при больших удельных нагрузках индукционный нагрев электромагнитным полем низкой частоты неэффективен, так как требует высоких значений напряженности электромагнитного поля, создаваемого индуктором, что, в свою очередь, может привести к ощутимым искажениям показаний термодатчиков.

Целью изобретения является обеспечение эффективного и равномерного нагрева насад5 ки.

Для достижения этой цели корпус выполнен трехсекционным, причем термодатчики расположены в центральной секции, а боковые секции, снабженные токоподводящими пластина10 ми, выполнены в виде каналов одинаковой ширины, превышающей величину глубины искажения температурного поля насадки, вызванного влиянием токоподводящих пластин.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устрой15 ство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез по

Б — Б фиг. 1.

Установка состоит из испытываемой сетчатой насадки 1, заключенной в прямоугольный

20 трехсекционный канал, образованный верхним

2 и нижним 8 полуцилиндрами, выполненными из текстолита и помещенными в текстолитовый корпус 4, и текстолитовыми упорами б, токоподводящих медных шпилек б, токоподво25 дящих медных пластин 7, фиксирующего болта 2, входного 9 и выходного 10 патрубков, термопары 11 для замера температуры потока газа до насадки, термопары 12 для замера температуры потока газа после насадки и дифЗО ференциальных термопар 18 и 14 для замера разности температур между насадкой и потоком газа по обоим концам насадки по ходу газа.

Испытываемая насадка 1 представляет собой пакет, набранный из того или иного количества сеток, концы которых надежно припаяны мягким припоем к токоподводящим пластинам 7. Последние, в свою очередь, имеют надежный электрический контакт с токоподводящими медными шпильками б, к которым подводится переменный ток того или иного напряжения в зависимости от намечаемой программой тепловой нагрузки насадки.

Наличие токораспределяющих пластин, выполненных из меди, имеющей высокий коэффициент теплопроводности, вызывает искажение температурного поля насадки вблизи этих пластин. Глубина искажения температурного поля насадки также зависит от режима испытания и максимальна при больших тепловых нагрузках и малых скоростях газового потока для данной насадки.

С целью исключения искажающего влияния пластин на измеряемые термодатчиками величины в предлагаемой установке значения температур потока газа до и после насадки, а также разности температур между насадкой и потоком газа по обоим концам насадки измеряются в свободной от искажений центральной секции 1 (см. фиг. 3) трехсекционного канала, образованного при помощи верхнего 2 и нижнего 8 полуцилиндров и четырех упоров 5.

Ширина боковых секций II u III выбирается несколько большей максимальной глубины искажения температурного поля насадки из-за наличия токоподводящих пластин.

Работа предлагаемой установки осуществляется следующим образом.

На токоподводящие шпильки б подается переменное напряжение определенной величины.

Под действием протекающего электротока насадка 1 нагревается. Через входной патрубок

9 к трехсекционному каналу, в котором расположена насадка 1, подводится газ, количество которого замеряется тем или иным известным способом. При прохождении через насадку газ нагревается и через патрубок 10 покидает установку. Температуры холодного газа

361,399

Т перед насадкой и подогретого Т2 за насадкой измеряются посредством термопар 11 и 12.

Разность температур между насадкой и газом на холодном (ЛТ ) и теплом (ЛТ2) концах насадки измеряется при помощи дифференциальных термопар И и 14. Через некоторый промежуток времени после пуска установки наступает установившийся режим, свидетельством которого является стабилизация темпе1р ратуры Т>. При установившемся режиме замеряются все вышеперечисленные величины в центральной секции трехсекционного канала, которые необходимы для определения коэффициента теплоотдачи от насадки к потоку га15 за по формуле Ньютона. При этом величина теплопередающей поверхности определяется из геометрических размеров насадки, а разность температур между насадкой и газом определяется как среднелогарифмическая.

2р Возможные теплопотери через стенки верхнего 2 и нижнего 8 полуцилиндров и по металлу токоподводящих шпилек б определяются расчетным путем по показаниям дополнительно установленных термопар.

Предлагаемое устройство обеспечивает длительный стационарный режим процесса теплоотдачи от сетчатой насадки к газу, что позволяет замерить все величины, необходимые для определения коэффициента теплоотдачи сетчатых насадок с различной плотностью упаковки и из любого практического числа сеток в широком диапазоне удельных тепловых нагрузок.

Предмет изобретения

Устройство для определения коэффициента теплоотдачи от металлической насадки к омывающему ее газовому потоку, содержащее цилиндрический корпус и термодатчики, установленные до и после насадки, отличающееся

40 тем, что, с целью обеспечения эффективного и равномерного нагрева насадки, корпус выполнен трехсекционным, причем термодатчики расположены в центральной секции, а боковые секции, снабженные токоподводящими пласти45 нами, выполнены в виде каналов одинаковой ширины, превышающей величину глубины искажения температурного поля насадки, вызванного влиянием токоподводящих пластин, 361399

Т, лТ

Фиг. 3

Редактор T. Ларина

Заказ 56/11 Изд; № 36 Тираж 403 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб„д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Агапова

Техред Т, Миронова

Корректоры: Е. Михеева и Т, Гревцова