Способ определения конвективного коэффициента теплоотдачи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Рес ублик () 970143 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0204В1 (21) 3269826/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30lQ82. Бюллетень Но40

Дата опубликования описания 301082 ($g) М g+ 3

С 01 К 17/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытии (53} УДК 536. 53 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Н. Бринза и В.Г. Портнов (71) Заявитель (54) СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНВЕКТИВНОРО КОЭФФИЦИЕНТА

ТЕПЛООТДАЧИ «=+еО, (q) 15

Изобретение относится к термометрии, в частности к измерению конвективных коэффициентов теплоотдачи объектов, нагреваемых как внутренними, так и наружныки источниками тепла.

Известен способ измерения KQHвективного коэффициента теплоотдачи, заключающийся в обдуве в измерительном канале потоком охлаждающего воздуха нагретого объекта (1).

Однако для реализации известного способа требуется сложная контрольно-измерительная аппаратура.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения конвективного. коэффициента теплоотдачи, заключающийся в обдуве в измерительном канале потоком охлаждающего воздуха нагретого объекта, получении заданного значения температуры объекта при помощи регулирования уровня турбулентности потока воздуха н определении коэффициента теплоотдачи расчетным путем (2). Для реализации этого способа также требуется сложная и дорогостоящая аппаратура.

Цель .изобретения — упрощение способа за счет приборной реализации.

Поставленная цель достнгается тем, что согласно способу охлаждающий поток воздуха ионизируют, сообщают ему постоянную скорость, к внутренней поверхности стенок канала подводят регулируемое электрическое напряжение, измеряют уровень турбулентности и определяют искомую величину по формуле где U - измеренное напряжение на стенках канала;

20 коэффициент теплопроводности охлаждающего воздуха; характерный размер нагретого объекта; с и n — коэффициенты, зависящие от формы и размеров нагретого объекта в измерительном канале.

На фиг.1 показано устройство для реализации способа; на фиг.2 — графически связь между температурой модуля, критериями Нуссельта и Рей970143 ольдса; на фиг.3 — значения коэффициентов С и И для измеряемых объектов различной формы.

Устройство для реализации способа включает измеряемый нагретый объект

1, стекла 2 и 3, металлический кожух 4, вентильные патрубки 5 и 6, полоски 7 из алюминиевой фольги, источник 8 постоянного тока, ионизатор 9, дроссельную заслонку 10, термопары 11, вольтметр 12, мерную ди- 10 афрагму 13 и микроманометр 14, Способ определения конвективного коэффициента теплоотдачи осуществляют следующим образом.

Измеряемый объект 1 (модуль) 15 помещают в измерительный канал, состоящий из двух параллельных оконных стекол 2 и 3 размером 300 ° .300 мм, закрепленных на расстоянии 50 мм друг от друга, и металлического кожуха 4, снабженного вентиляционными . входным 5 и выходным 6 патрубками.

На стекла с шагом 60 мм наклеено по четыре полоски 7 из алюминиевой фольги. Полоски электрически соединены с источником 8 постоянного тока. Охлаждающий воздух отбирается от воздушной магистрали с рабочим давлением 2.10 Па и проходит через ионизатор 9. Расход и скорость воздуха регулируют дроссельной заслонкой 10. Температуру модуля, стекол и воздуха контролируют термопарами

11. Напряжение, подаваемое-на полоски, измеряют вольтметром 12. Расход воздуха измеряют диафрагмой 13 и 35 присоединенным к ней микроманометром 14.

Для определения коэффициентов с и и в формуле (1) проводят следующие операции. При отключенных 40 источнике 8 питания и ионизаторе 9 для диапазона скоростей потока 0,252,5 м/с получают эмпирические зависимости Re = f(с.), где t — температура модуля (фиг.2, кривая а), и Nu = f(Re) (фиг-.2, кривая б) . При включенных источнике 8 питания и ионизаторе 9 для скорости 0,5 м/с получают эмпирическую зависимость

f(e) (фиг.2, кривая в ). На основании полученных данных последовательно строят зависимости U — f(Re) (Фиг.2, кривая r) и Nu

f(U) (фиг.2, кривая д).

Кривая д аппроксимируется в виде

Nu = cU, где с = 1,32,n == 0,31.

При температуре модуля 60 С, температуре охлаждающего воздуха 22 С

Вт и .= 0,026 — турбулирующее м град напряжение равно 800 В а критерий

Нуссельта Nu = 1,32»800 > = 12, что ом соответствует скорости обдува 1,6 м/с.

В соответствии с,этим конвективный коэффициент теплоотдачи модуля равен

Вт

3, 51, а формула (1) приобретает вид

Предлагаемый способ позволяет измерить конвективный коэффициент теплоотдачи нагретых объектов путем использования обычных вольтметров и без применения устройств для регулирования и контроля скорости потока, причем измеренные значения могут соответствовать большому диапазону скоростей потока.

Формула изобретения

Способ определения конвективного коэффициента теплоотдачи, заключающийся в обдуве в измерительном канале потоком охлаждающего воздуха нагретого объекта, получении заданного значения температуры объекта при помощи регулирования уровня турбулентности потока воздуха и определении коэффициента теплоотдачи расчетным путем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью его упрощения за счет приборной реализации, охлаждающий поток воздуха ионизируют, сообщают ему постоянную скорость, к внутренней поверхности стенок канала подводят регулируемое электрическое напряжение, измеряют уровень

° турбулентности и определяют искомую величину по формуле

А -Е- сои е где() — измеренное напряжение на стенках канала; коэффициент теплопроводности охлаждающего воздуха;

1, — характерный размер нагретого объекта;

С нИ вЂ” коэффициенты, зависящие от

Формы и размеров нагретого объекта в измерительном канале.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 210425, кл. С 01 К 17/16, 1966.

2. Нарежной Э.Г. и др. Расчет теплоотдачи и аэродинамического сопротивления пакета плоских модулей с односторонним расположением интегральным микросхем в корпусах .типа Посол .-В сб.: Вопросы судостроения, сер. общетехническая, вып.21, ЦНИИ Румб, ) 976 (прототип) .

970143

Составитель A. Тереков

Редактор A. Огар Техред A.À÷ Корректор Ю. Макаренко

Заказ 8374/49 Тираж 887 ° Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4