שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום העברת החום כולל רבים מדורגים קירור פנימי של להבי רוטור טורבינה יצוק. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא הנתונים המלאים של העברת חום השדה שנאספו ואת השיטה המוצעת להפחתת נתונים. אלה מסוגלים לחשוף השפעות אינדיבידואליות ותלות הדדית של קפלי קוריוליס וצוף מסתובב על תכונות העברת חום מקומיות.
הדגמת ההליך תהיה קו-צ'ינג יו, וואי-לינג קאי והונג-דה-שן. שלושה סטודנטים לתואר שני מהמעבדה שלי. הפרוטוקול דורש שימוש באסדה מסתובבת המורכבת מפיר המונע על ידי מנוע.
הפיר מניע פלטפורמה מסתובבת התומכת במודול בדיקה. יש לו גם משקל נגד לאיזון סיבובי. מצלמת אינפרא-אדום נמצאת בעמדה לסרוק את מודול הבדיקה.
תכונות של מודול הבדיקה המשמש לאיסוף נתונים מתוארות בשרטוט תצוגה מופרדת זה. כאשר נבנה, מסגרת טפלון, קירות צדדיים, חוצצים וצלחות עליונות וגב לעזור להגדיר ערוץ ריבוע שני בעבר עם רגלי inlet בצורת S ושקע. בסיס המודול מתחבר לפלטפורמה המסתובבת.
במהלך ניסויים, קירות קצה רדיד נירוסטה לשאת זרם כדי ליצור שטף חימום. צלחות נחושת עוזרות להחזיק את נייר הכסף במקום. תא מליאת אוויר מספק זרימת אוויר בלחץ דרך הבסיס מעט את קו המרכז של רגל היכנס.
לבסוף, פליטה מן הרגל שקע גם עובר את הבסיס. לאחר התאספו ובמיקום, קיר קצה רדיד החשוף הוא קיר הקצה המוביל בסיבוב. במודול הבדיקה המותקן, היכונו למדוד את השליחות התרמית.
יש לתלות רדיד חימום בין מצלמת אינפרא אדום ומודול הבדיקה. הפוך את החיבורים החשמליים לחימום. גש לצד נייר הכסף הקרוב ביותר למודול הבדיקה.
בצד הזה במרכז נייר הכסף להתקין תרמוקופול מכויל. לאחר מכן הפנה את תשומת הלב למצלמה הפונה לצד נייר הכסף. הכן צד זה מול התרמוקופל על ידי ריסוס שכבה דקה של צבע שחור על זה.
עכשיו מעסיק מארז כדי לבודד את המצלמה בנייר כסף חימום במהלך איסוף נתונים. הזן חשמל לרדיד החימום כדי ליצור שדה זרימה סימטרי. ברגע שהמערכת במצב יציב, למדוד את הטמפרטורה על ידי תרמוקופול ותרמוגרפיה אינפרא אדום.
חזור על המדידה עם כוחות תנור שונים. לאחר השלמת המידות, להסיר את התרמוקופל מן רדיד הכסף. הכינו את האסדה לבדיקות העברת חום.
זה כולל ציוד ללחץ על ערוץ הבדיקה. היו מוכנים להתאים את משקל האיזון הנגדי כדי ליצור איזון של האסדה. תחילה אמת או צור איזון סטטי של האסדה המסתובבת.
לאחר שהושג, הרוטור יישאר בכל תנוחה זוויתית כי הוא מוגדר. לאיזון דינמי, התחילו את סיבוב האסדה בקצב הקבוע הרצוי. התחל הדמיית אינפרא-אדום והצג את התמונות שנלכדו.
כאשר האסדה אינה באיזון דינמי, התמונה התרמוגרפית מהמידות אינה יציבה. כדי להשיג איזון דינמי, התאימו בהדרגה את משקל הנגד. כאשר יושג איזון דינמי, תהיה תמונה תרמית יציבה בתנאי הריצה.
הסר את מודול הבדיקה מהמתקן המסתובב והסר אותו לספסל. הגישה הבאה לתעלת הקירור של המודולים. יש חומר בידוד תרמי זמין, במקרה זה בידוד סיבים.
מלאו את תעלת הקירור למודול הבדיקה בבידוד התרמי. כאן, הערוץ מתמלא מספיק עבור השלבים הבאים בפרוטוקול. להרכיב מחדש את מודול הבדיקה ולהכין אותו ל טעינה מחדש על האסדה.
חבר מחדש את כל כבלי החשמל בכלי הנגינה. החזירו את מודול הבדיקה לאסדה המסתובבת, החלו כוח חימום והגדירו את התנאים למדידה. לפקח על טמפרטורת הקיר לאורך זמן, בדרך כלל יותר משלוש שעות.
הטמפרטורות בשתי נקודות הזמן של עניין מותווים מתחת לתמונה התרמית. כאשר וריאציית הטמפרטורה היא פחות מ 0.3 קלווין, להקליט את הקיר בטמפרטורות הסביבה ואת כוח התנור. בצע מדידות מרובות תוך שינוי שיטתי של החימום, מהירות הסיבוב והכיוון.
כאשר נעשה לקחת את המודול בחזרה לספסל כדי להסיר את חומר הגידול לפני הרכבה אותו על האסדה שוב. לאחר מכן, בצע את בדיקת העברת החום באמצעות מודול הבדיקה. התחל את הגיליון האלקטרוני שפותח עבור הניסוי.
בתאים המתאימים, הגדר את הפרמטרים הגיאומטריים המשויכים למודול הבדיקה. בהגדרה, להתחיל זרימת קירור לתוך ערוץ הבדיקה. בגיליון האלקטרוני, הזן את הערכים הנמדדים עבור טמפרטורות הסביבה והנוזלים, קצב זרימת מסת הקירור, הלחץ האטמוספרי והלחץ הסטטי של נוזל הקירור הנמדד.
התוכנה מחשבת את מספר ריינולדס ומציגה אותו. אם זה לא מספר ריינולדס הרצוי, לשנות את קצב זרימת המסה קירור. ואז לחזור לפרמטרים שנמדדו כדי למצוא את המספר החדש של ריינולדס.
עם מספר ריינולדס הוקמה, להפעיל את מערכת התרמוגרפיה. לאחר מכן, לספק לווסת את כוח החימום כדי להגדיר את טמפרטורת הקיר. ודא כי הטמפרטורה הגיעה למצב יציב בערך המוגדר מראש על ידי אימות פרופיל טמפרטורת הקיר הזמני שטוח.
בגיליון האלקטרוני, הזן את טמפרטורת הקיר הממוצעת מעל האזור הסרוק. גם להזין את מתח החימום ואת זרם החימום. עבור בדיקות בסיסיות, לאחר הגדרת התנאים, שמור את הנתונים לעיבוד לאחר העיבוד.
למבחן העברת החום המסתובב להמשיך על ידי הפעלת המנוע כדי להתחיל סיבוב. הזן את מהירות הסיבוב של הפיר בגיליון האלקטרוני. התוכנה תקבע את מספר הסיבוב עבור התנאים הנוכחיים.
התאם את מהירות הסיבוב כדי להשיג את מספר הסיבוב הממוקד. על מנת להשיג את מספרי ריינולדס וסימוני הרצויים במצב יציב, ייתכן שיהיה צורך לכוונן את קצב זרימת הקירור. מהירות סיבוב וחימום כוח מספר פעמים.
שמור את כל נתוני העברת החום המסתובבים לעיבוד לאחר העיבוד. המשך לאסוף נתונים באופן שיטתי עבור ערכים שונים של הפרמטרים הניסיוניים. בתמונות אלה של מודול בדיקת ערוץ S עם זרמי קירור במספרים שונים ריינולדס יש וריאציה מרחבית של מספרי Nusselt בשל כוחות צנטריפוגליים הנגרמים על ידי מערבולות.
חלקות אלה משקפות את מאפייני העברת החום הממוצעים באזור מעל קירות הקצה המובילים והנגררים של מודול ערוץ S. יחס הסיבוב למספר Nusselt סטטי כפונקציה של מספר ציפה עובר מלמטה למעלה מאחד עבור הקיר המוביל. עבור קיר הקצה הנגרר, היחס הוא אף פעם לא מתחת לאחד.
הערה, עבור מספר סיבוב קבוע ומספרי ריינולדס שונים, מספרי Nusselt מנורמלים משתנים על פני טווח קטן. לסוגי ערוצים שונים יש אופן פעולה שונה. עבור מספר סיבוב נתון, אקסטרפולציה לאפס ציפה נותנת את רמת העברת החום בשל כוחות קוריוליס עם ציפה נעלמת עבור הקיר המוביל.
ניתוח דומה עובד עבור הקיר הנגרר. להלן הווריאציה של הסיבוב ליחס המספרים הסטטי של Nusselt בציפה נעלמת כפונקציה של מספר סיבוב עבור גיאומטריות ערוץ שונות. הנתונים חשפו את ההשפעות הבלתי מקובצת של כוח קוריוליס על האזור בממוצע תכונות העברת חום של קירות קצה מובילים נגררים.
נתונים אלה מדגימים את ההשפעה של מספר ציפה על מאפייני העברת החום של ערוץ מסתובב תלוי מספר סיבוב. אז שיטה זו יכולה לספק תובנה על ביצועי קירור של ערוץ מסתובב בתוך להב רוטור טורבינה יצוק. זה יכול להיות מיושם גם על מערכות אחרות כגון קירור amature של מנוע ליבה עשיר.
בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו או במחזור כי מדידת העברת החום מפני השטח מסתובב קשה. לאחר השליטה, טכניקה זו יכולה להיעשות ב 100 שעות אם הוא מבוצע כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור כל הזמן לבדוק דליפת זרימת קירור.
לאחר התפתחותה, טכניקה זו סוללת את הדרך לחוקרים בתחום מנוע הטורבינה היצוקה לחקור את התחום המלא הפצות מספר Nusselt בלהבי רוטור. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה צריך הבנה טובה של איך אפקטים uncoupled של קפלי קוריוליס וסיבוב ציפה על סוכני שדה מלא עבור מאפיינים של ערוצים מסתובבים ויישומים כדי להטיל להבי רוטור טורבינה.
