SU994944A1 - Device for measuring pressure distribution on the surface of cylinder in a flow - Google Patents

Description

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике и может быть использовано при определении фактического распределения давления на поверхности цилиндрических элементов теплообмена, а тем самыми фактического гидравлического, сопротивления создаваемых или усовершенствуемых теплообменников.The invention relates to experimental hydromechanics and can be used to determine the actual pressure distribution on the surface of cylindrical heat transfer elements, and thereby the actual hydraulic, resistance of the created or improved heat exchangers.

Известны устройства для измерения распределения давления по окружности цилиндра, имеющие по периметру цилиндра равнорасположенные отверстия для отбора давления, которые через трубки и переключающий клапанный механизм подключены к манометрическому прибору [1].Known devices for measuring the distribution of pressure around the circumference of the cylinder, having along the perimeter of the cylinder equally spaced holes for pressure selection, which are connected through a tube and a switching valve mechanism to a gauge device [1].

Недостатками таких устройств являются сложность их конструкции и значительная погрешность измерения давлений, вызванная наличием теплового пограничного слоя, поскольку для исследования теплообменников используются трубчатые элементы с температурой поверхности значительно отличающейся от температуры окружающей среды.The disadvantages of such devices are the complexity of their design and the significant error in measuring pressure caused by the presence of a thermal boundary layer, since tubular elements with a surface temperature significantly different from the ambient temperature are used to study heat exchangers.

Известны также устройства для измерения распределения давления на поверхности цилиндра в потоке, имею щего одно приемное отверстие, соединенное трубкой с измерителем давления. Для измерения распределения с давления цилиндр поворачивают вокруг оси [2 ].Devices are also known for measuring the distribution of pressure on the surface of a cylinder in a stream having one inlet opening connected by a tube to a pressure meter. To measure the distribution with pressure, the cylinder is rotated around the axis [2].

Этим устройствам также присуща , значительная погрешность измерения вследствие разницы температур поверхности цилиндра и потока воздуха.These devices are also inherent, a significant measurement error due to the difference in temperature of the surface of the cylinder and air flow.

Целью изобретения является повышение точности измерения при наличии теплового пограничного слоя.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy in the presence of a thermal boundary layer.

Указанная цель достигается тем,· _{что в} устройстве, имеющем измеритель давления·, соединенный трубкой, пропущенной внутри металлического цилиндра, с приемным отверстием на его боковой поверхности, участок цилиндра по окружности в зоне приемного отвер стия выполнен из электроизоляционного термостойкого материала и закрыт полосой из высокоомного материала, концы которой подключены к источнику тока.This goal is achieved by the fact _{that in a} device having a pressure meter material, the ends of which are connected to a current source.

на фиг. 1 изображен общий вид устройства для измерения распределения давления, разрез;на фиг. 2 - раз· рез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кривые зависимости коэффициента сопро30 тивления Cw от числа Рейнольдса Жеin FIG. Fig. 1 shows a General view of a device for measuring the distribution of pressure, section; in Fig. 2 - times · cut AA in FIG. 1; in FIG. 3 - curves of the dependence of the resistance coefficient Cw on the Reynolds number

Полученные экспериментальные данные представлены на фиг. 3, где кривая 1 изображает зависимость коэффициента. сопротивления C_w от числа Re при наличии теплового пограничного слоя на поверхности цилиндра при числе Р_п = 0,7 и турбулентности набегающего потока Т_и^0,7%; кривая 2 изображает ту же зависимость при тех же условиях обтекания при отсутствии теплового пограничного слоя.The obtained experimental data are presented in FIG. 3, where curve 1 shows the dependence of the coefficient. the resistance C _w of the number Re in the presence of a thermal boundary layer on the surface of the cylinder with the number P _n = 0.7 and free-stream turbulence T _and >0.7%; curve 2 shows the same dependence under the same flow conditions in the absence of a thermal boundary layer.

Применение такого устройства позволяет определить фактическое распределение давления на цилиндрических элементах теплообменников, а тем самлм и их фактическое гидравлическое сопротивление в нагретом состоянии, а это, в свою очередь, увеличивает точность определения указанных параметров, особенно при больших перепадах температур.The use of such a device makes it possible to determine the actual pressure distribution on the cylindrical elements of the heat exchangers, and the samlm and their actual hydraulic resistance in the heated state, and this, in turn, increases the accuracy of determining these parameters, especially at large temperature differences.

Claims (2)

при наличии и отсутствии теплового пограничного сло . Предлагаемое устройство дл  измерени  распределени  давлени  содержи напорный датчик 1, отверстие выполненное в центральной части нагреваемой полосы 2 из высокоомного металла к которой приварена трубка 3 дл  отвода давлени  и термопара 4 дл  определени  и контрол  температуры не посредственно возле места отбора давлени . Полоса 2 надета на выполненную дл  удобства сборки из двух частей втулку 5 из электроизол ционного термостойкого материала (например, текстолит, пропитанный бакелитовым лаком , котора  от цельнометаллических цилиндрических часте б устройства изолирована тонкой изол ционной втулкой-прокладкой 7. Устройство после сборки скрепл етс  ст жнымиболтами 8. К токоподводам 9 подключаетс  источник посто нного тока, к выводам от термопары 10 - . чувствительный милливольтметр, а к штуцеру 11 измеритель давлени . Измерение распределени  давл1ани  производитс  следующим образом. Цилиндр 6 устанавливаетс  в канал перпендикул рно к набегающему потоку газа или жидкости. К ийгуцеру 11 подключаетс  манометр или дифманометр , к токоподводам 9 - стабильный источник посто нного тока с устройством регулировани  тока, а к выводам от термопары 10 - чувстви-: тельный милливольтметр,по показани м которого устанавливаетс  и поддерживаетс  необходима  температура поверхности цилиндра. Устройство поворачиваетс  вокруг продольной оси по часовой стрелке (фиг. 2) на определенный угол Ц (например, через 5 или 10°)и после каждого поворота снимаютс  показани  манометра или дифманометра . После этого по известным уравнени м определ етс  и коэффициент сопротивлени  цилиндра. Полученные экспериментальные данные представлены на фиг. 3, где крива  1 изображает зависимость козффициента . сопротивлени  Cxjy от числа е при наличии теплового пограничного сло  на поверхности цилиндра при числе Рр 0,7 и турбулентности набегающего потока Ти-0,7%; крива  2 изображает ту же зависимость при тех же услови х обтекани  при отсутствии теплового пограничного сло . Применение такого устройства позвол ет определить фактическое распределение давлени  на цилиндрических, элементах теплообменников, а тем самлм и их фактическое гидравлическое сопротивление в нагретом состо нии, а это, в свою очередь, увеличивает точность определени  указанных параметров , особенно при больших перепадах температур. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  распределени  давлени  на поверхности цилиндра в потоке, содержащее измеритель давлени , соединенный трубкой, пропущенной внутри металлического цилиндра, с приемным отверстием на его боковой поверхности, отличающеес  тем, что, с целью . повышени  точности измерени  при наличии теплового пограничного слон , в нем участок цилиндра по окружности в зоне приемного отверсти  выполнен из электроизол ционного термостойкого материала и закрыт полосой из высокоомного материала, концы которой подключены к источнику тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Мёрти B.C., Роуз В.К. Ракетна  техника и космонавтика, 1978, т. 16, 2, с. 9. in the presence and absence of thermal boundary layer. The proposed device for measuring the distribution of the distribution contains a pressure sensor 1, a hole made in the central part of the high-resistance metal strip 2 to which a tube 3 for pressure removal is welded and a thermocouple 4 for determining and controlling the temperature directly at the pressure selection point. Lane 2 is put on a two-piece assembly for convenience of the sleeve 5 of electrically insulating heat-resistant material (for example, textolite impregnated with bakelite lacquer, which is insulated from the all-metal cylindrical parts of the device b with a thin insulating sleeve 7). 8. A direct current source is connected to the current leads 9, a sensitive millivoltmeter is connected to the leads from the thermocouple 10, and a pressure meter to the fitting 11. They are installed as follows: Cylinder 6 is installed perpendicularly to the flow of gas or liquid to the channel. A pressure gauge or a differential pressure gauge is connected to the trigger 11, a stable DC power source with a current control device is connected to the current supply terminal, and the senses are connected to the terminals of the thermocouple 10. A positive millivoltmeter, according to the indications of which the surface temperature of the cylinder is established and maintained, the device rotates clockwise around the longitudinal axis (Fig. 2) at a certain angle C (for example, after 5 or 10 °) and after each turn, the readings of a pressure gauge or a differential pressure gauge are taken. After that, the coefficient of resistance of the cylinder is determined from the known equations. The experimental data obtained is presented in FIG. 3, where curve 1 represents the dependence of the coefficient. the resistance Cxjy of the number e in the presence of a thermal boundary layer on the surface of the cylinder with the number of Рр 0.7 and turbulence of the incident flow Ti = 0.7%; Curve 2 depicts the same dependence under the same flow conditions in the absence of a thermal boundary layer. The use of such a device makes it possible to determine the actual pressure distribution on cylindrical elements of heat exchangers, and then themselves and their actual hydraulic resistance in the heated state, and this, in turn, increases the accuracy of determining these parameters, especially at high temperature differences. Claims An apparatus for measuring a pressure distribution on a cylinder surface in a stream, comprising a pressure gauge connected by a tube passed inside a metal cylinder with a receiving opening on its side surface, characterized in that, with a purpose. increase the accuracy of measurement in the presence of thermal boundary elephant; in it, a section of the cylinder circumferentially in the area of the receiving opening is made of electrically insulating heat-resistant material and covered with a strip of high-resistance material whose ends are connected to the current source. Sources of information taken into account during the examination 1. Death B.C., Rose V.K. Rocket technology and astronautics, 1978, v. 16, 2, p. 9. 2.Жукаускас А., Жюгжда Н. Теплоотдача цилиндра в поперечном потоке жидкости. Вильнюс, Мокслас, 1979, с. 32-33.2. Zhukuskas A., Zhygzhda N. Heat transfer of a cylinder in a transverse fluid flow. Vilnius, Moxlas, 1979, p. 32-33. Q2 .0Q2 .0 NN ;;/;; / yy