Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

Jędrzejowski S.

Archive of Mechanical Engineering

|

2002

|

Vol. XLIX, nr 4

355-365

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.

2

Numeryczna analiza wpływu własności materiału ścianki na rozkład temperatury na powierzchni termoelementu erozyjnego

Jędrzejowski S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Konferencje

|

2000

|

z. 20

131-138

PL

W pracy przedstawiono analizę pomiarów temperatury powierzchniowej wykonanych z użyciem termoelementu erozyjnego. Zbudowany został model ścianki z zainstalowanym czujnikiem termometrycznym a następnie problem nieustalonego przewodnictwa cieplnego w ściance, ze zmiennym w czasie warunkiem brzegowym, został rozwiązany przy użyciu metody elementów skończonych. Modelowanie przeprowadzono dla materiałów ścianki o znacznie różniących się własnościach cieplnych (aluminium, stal węglowa i stal kwasoodpoma). Wyniki porównano z rezultatami eksperymentalnymi uzyskanymi na powierzchni płyty zamykającej cylinder sprężarki pojedynczego cyklu.

EN

Measurements of instantaneous surface temperature are used for calculation of heat nux exchanged by the surface. The temperature sensor installed for this purpose disturbs the wali temperature distribution and therefore causes calculation errors. In the paper the analysis of the wall surface temperaturę measured by the eroding thermocouple is presented. The wall with the sensor built in was modelled and the heat conduction in the wall, with unsteady boundary condition, was solved using finite element method. The modelling results are shown for different wall materials with signincantly different thermal properties (aluminium, steel and stainiess steel). Results are compared to the experimental measurements taken in a single cycle reciprocating compressor cylinder.

3

Zastosowanie termoelementów erozyjnych do badania procesów wymiany ciepła w cylindrze sprężarki tłokowej

Jędrzejowski S.

Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1998

|

Vol. 53, nr 9

351-356

PL

Znajomość procesów wymiany ciepła wewnątrz cylindra sprężarki tłokowej jest bardzo istotna z technicznego punktu widzenia. Przyjmowanie adiabatycznego modelu sprężania jest wygodne w rozważaniach teoretycznych. W praktyce cylinder sprężarki jest zawsze chłodzony. Ma to na celu zmniejszenie pracy sprężania a także obniżenie końcowej temperatury sprężanego medium. W referacie przedstawiono zastosowanie termoelementów erozyjnych firmy NANMAC do pomiarów zmienności temperatury na powierzchniach wymieniających ciepło w czasie cyklu sprężarki. Konstrukcja termoelementu oraz technologia wykonania złącza zapewnia bardzo małą jego bezwładność cieplną. Czas odpowiedzi jest rzędu 10 ms. Termoelement erozyjny użyto do pomiarów chwilowej temperatury powierzchni płyty zamykającej cylinder oraz denka tłoka. Ze względu na małą wartość sygnału termoelektrycznego wymagane jest zastosowanie wzmacniacza o bardzo znacznej amplitudzie. Zarejestrowane dane eksperymentalne poddane zostały odpowiedniej obróbce numerycznej mającej na celu usunięcie wymienianego przez te powierzchnie. Dla zapewnienia jednoznaczności pomiarów badania przeprowadzono na specjalnie przygotowanym stanowisku, które umożliwia realizację pojedynczych cykli sprężania.

EN

The purpose of this paper is to present applications of the NANMAC eroding-type thermocouples to record temperature time histories of the surface, which take part in the heat exchange during the compression cycle. These thermocouples have a very small heat capacity and short time constant. The paper presents measurement results of the surface temperature of plate closing the cylinder and of a piston head. The temperature signals were numerically processed in order to exclude a noise of measurement circuits and then were used to calculate local heat flux rates. All experiments were conducted on a single cycle reciprocating compressor that enabled to repeat exactly unsteady heat transfer processes.

4

Wpływ własności cieplnych materiału ścianki na pomiary lokalnego strumienia ciepła przy pomocy termoelementu powierzchniowego

Jędrzejowski S., Kapusta T.

Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1998

|

Vol. 53, nr 9

357-362

PL

W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnego wyznaczania lokalnego strumienia ciepła występującego na wewnętrznej powierzchni pokrywy cylindra sprężarki tłokowej. W badaniach zastosowano termoelement powierzchniowy typu erozyjnego (NANMAC-USA). Złącze termoelementu jest bardzo cienkie i ma małą bezwładność cieplną. Zarejestrowane przebiegi zmian temperatury na powierzchni są podstawą do obliczeń lokalnego strumienia ciepła. Instalacja termoelementu zakłóca pole temperatury w ciele, na powierzchni którego badana jest wymiana ciepła. Wpływ tego zakłócenia będzie najmniejszy, jeżeli własności cieplne materiału ścianki i termoelementu będą możliwie zbliżone do siebie. W celu określenia wpływu niedopasowania własności cieplnych termoelementu i ścianki wymieniającej ciepło przeprowadzono pomiary zmian temperatury powierzchni używając tego samego termoelementu zainstalowanego w płyty z różnych materiałów. We wszystkich pomiarach wymiana ciepła wymuszona zastała takim samym procesem sprężania. Osiągnięte to zostało przy pomocy specjalnego stanowiska eksperymentalnego umożliwiającego realizację pojedynczych cykli sprężarki. Dzięki temu warunki cieplne są jednoznacznie określone i pomiary mogą być dokładnie powtórzone.

EN

In the paper experimental results of local heat flux measurements are presented. Measurements were taken on inner surface of a plate closing a compressor cylinder using eroding thermocouple (NANMAC Corp. ,USA). Installation of the thermocouple disturbs temperature distribution in the plate. The disturbance will be the lowest if there is a good match in thermal properties of the plate and the thermocouple. Three different plate materials have been used to find out the influence of the properties on the measurements. The experimental stand was equipped with a single reciprocating compressor - especially adopted for the purpose of this work. The thermal conditions of the compressions process were well defined. This enabled to repeat exactly experiments and comparing measurement results.