Application of eroding thermocouples in experimental determination of unsteady heat flux inside a compressor cylinder.

• Autorzy: Jędrzejowski S.

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalne wyznaczanie nieustalonego strumienia cieplnego wewnątrz cylindra sprężarki przy użyciu termoelementów erozyjnych.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The knowledge of heat transfer processes inside a compressor cylinder is very important from the technical point of view. An adiabatic model of compression can be assumed in theoretical investigations. In practise, the compressor cylinder is always cooled to decrease the compression work and to reduce the final temperature of a medium being compressed. This paper presents applications of the NANMAC eroding thermocouples to record temperature time histories of surfaces taking a part in the heat exchange during the compression cycle. The thermocouple construction and junction technology ensure a very small thermal inertia. The response time is of the order of 10 microseconds. The erosing thermocouple was used to measure an instantaneous surface temperature of a plate closing the cylinder and the piston head temperature. Because of very low value of the thermoelectric signal, an amplifier of a very high gain and reasonable bandwidth was required. This induced noise of significant amplitude. The recorded experimantala data were numerically processed in order to exclude the noise of measurement circuits, and then the data were used to calculate local heat flux rates. To ensure repeatability of the measurements, the experiments were carried out in a specially prepared set-up allowing single compression cycles to be performed.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie termoelementów erozyjnych do eksperymentalnego wyznaczania nieustalonego strumienia ciepła wymienianego wewnątrz cylindra sprężarki tłokowej. Jego konstrukcja i sposób wykonania złącza pomiarowego zapewnia bardzo małą bezwładność cieplną czujnika. Przy pomocy takiego termoelementu rejestrowano zmiany temperatury powierzchni wymieniającej ciepło. Termoelement erozyjny wykorzystano do pomiaru chwilowej temperatury wewnętrznej powierzchni płyty zamykającej cylinder oraz powierzchni denka tłoka. Ze względu na niewielką amplitudę sygnału termoelektrycznego zastosowano wzmacniacz pomiarowy o bardzo dużym wzmocnieniu i odpowiednim paśmie przepustowym. Zarejestrowane dane ekperymentalne poddano numerycznej obróbce w celu usunięcia szumu wprowadzonego przez układ pomiarowy a następnie wykorzystano do obliczeń gęstości lokalnego strumienia ciepła. Dla zapewnienia powtarzalności pomiarów badania przeprowadzono na specjalnie zbudowanym stanowisku umożliwiającym realizację pojedynczych cykli sprężania.

Słowa kluczowe

EN

heat transfer; compressor cylinder; eroding thermocouple; surface temperature; unsteady heat flux

PL

przepływ ciepła; cylinder kompresora; termoelement erozyjny; temperatura powierzchni; strumień cieplny nieustalony

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. XLIX, nr 4
• Strony: 355--365
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jędrzejowski S.

• Department of Thermal Technology and Refrigeration, Technical University of Lodz, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland,

Bibliografia

• [1] Carslaw H. S., Jaeger J. С.: Conduction of heat in solids. Oxford University Press, Oxford, 1959, pp 30-32, pp. 62-64.
• [2] Hall G. J., Herzberg A.: Recent advances in transient temperature thermometry. Jet Propulsion 11, (1958), pp. 719-723.
• [3] Jędrzejowski S., Kapusta Т.: Influence of material thermal properties on local heat flux measurements using an eroding thermocouple. Scientific Papers of the Institute of Heat Engineering and Fluid Mechanics of the Wroclaw University of Technology, 58, 1998, Conferences (9): X Symposium of Heat and Mass Transfer, pp. 351-356.
• [4] Nanmac: Temperature measurement handbook. Vol. VIII. Catalogue and application notes, Nanmac Corporation, Framingham, Massachusetts, USA, pp. E4-E12.