DD244199A1 - Verfahren und messeinrichtung zur bestimmung der konvektiven waermestromdichte und des konvektiven waermeuebergangskoeffizienten an konvektionsstroemen fuer flaechige gebilde - Google Patents
Verfahren und messeinrichtung zur bestimmung der konvektiven waermestromdichte und des konvektiven waermeuebergangskoeffizienten an konvektionsstroemen fuer flaechige gebilde Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messeinrichtung zur Ermittlung der konvektiven Waermestromdichte. Das Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines einfachen Betriebsmessverfahrens, das ohne Eichung als Absolutverfahren arbeitet und die Zielgroesse den Waermeuebergangskoeffizienten a direkt anzeigt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Messeinrichtung zur Bestimmung der Waermeuebergangszahl auf experimentellen Wege zu schaffen, wo Waermeaustausch zwischen einem stroemenden Gas und einem flaechigen Gut vorliegt. Aus der Temperaturdifferenz zwischen Messplatte und Gas, aus der Heizleistung und der Plattenflaeche wird der konvektive Waermeuebergangskoeffizient nach der FormelaQ tA mit folgenden Verfahrensschritten ermittelt:a) Einbringen der Messplatteb) Einschalten der Plattenheizungc) Messen von Zulufttemperatur und Plattentemperaturd) Messen der PlattenheizungDie Erfindung findet Anwendung an allen Apparaten und Anlagen, in denen mittels stroemender Gase Waerme zwischen einem flaechigen Gebilde und Gas ausgetauscht wird, z. B. Spanntrocken-Fixiermaschinen. Fig. 2
Description
= Q At-A
ermittelt wird, mit folgenden Verfahrensschritten
a) Einbringen der Meßplatte zwischen oberen und unteren Düsenkanten
b) Einschalten der Plattenheizung
c) Messen von Zulufttemperatur und Plattentemperatur
d) Messen der Plattenheizung '
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Q die zugeführte Wärmemenge ist, die über die elektrischen Daten der in der Meßpiatte eingebauten Widerstandsheizung erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß At die Temperatur zwischen Gasstrom und Meßplatte ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A die der Strömung ausgesetzte Plattenoberfläche ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen mit elektrischen Temperaturfühlern direkt in der Meßplatte und im Zuluftstrom gemessen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßplatte dem unbeheizten Gasstrom der zu untersuchenden Anlage ausgesetzt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenheizung auf ein solches Niveau gefahren wird, daß sich im Beharrungszustand eine genügend große Temperaturspreizung zwischen Gas und Meßplatte einstellt und die thermische Beständigkeit der Meßplatte nicht überschritten wird.
8. Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten einer Meßpfafre (1) Nuten (3) mäanderförmig eingefräst sind, in den Nuten (3) der einen Seite ist eine elektrische Heizung (2) und in den Nuten (3) der anderen Seite Temperaturfühler (4) angeordnet sind und auf beiden Seiten der Meßplatte eine Isolation vorhanden ist.
Hierzu 2 Seiten Zeichnungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meßeinrichtung zur Ermittlung der konvektiven Wärmestromdichte. Sie findet Anwendung an allen Apparaten und Anlagen, in denen mittels strömender Gase (Konvektion) Wärme zwischen einem flächigen Gebilde und diesem Gas ausgetauscht wird. Eine spezielle Anwendung ist die Messung des Wärmeüberganges in Spanntrockenfixiermaschinen der Textilveredlungsindustrie.
Vergleichbare technische Lösungen für o.g. Einsatzfall sind nicht bekanntgeworden.
Es werden lediglich labormäßige Meßprinzipien beschrieben, die eine vergleichbare Zielrichtung verfolgen.
In Aiche Journal, Jan. 1970VoI. No. 1 „Mass Transfer in a Nonuniform Impinging Jet" von Scholtz und Trass wird eine
Laboreinrichtung zur Erfassung der Wärme- und Stoffübertragungsintensität unter Einzeldüsen mittels Abschmelzung
definierter Parffinschichten beschrieben. Dieses Prinzip ist zur Betriebsmessung ungeeignet.
Schlünderund Martin beschrieben in Chemie-Ingenieur-Technik45 (1973) 5,S.290-294 „Optimierung von
Schlitzdüsentrocknern auf Grund neuer Versuchsergebnisse über den Wärme- und Stoffübergang in solchen Apparaten" eine Methode, bei der die Austrocknung poröser, vorher befeuchteter Materialien Aufschluß über die konvektive Beaufschlagung
liefert. Auch diese Methode muß als unpraktikabel für industrielle Anlagen bezeichnet werden.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines einfachen Betriebsmeßverfahrens, welches ohne Umbauten oder größere Eingriffe an industriellen Anlagen, z.B. der Textiltrocknung, eingesetzt werden kann. Es soll als Absolutverfahren arbeiten und somit ohne Eichung auskommen. In der kompakten Variante der Meßanordnung soll keine Auswertung einzelner Teilmessungen nötig sein, sondern die Zielgröße Wärmeübergangskoeffizient α wird direkt angezeigt.
-2- Z44 Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf experimentellem Wege Wärmeübergangszahlen zu bestimmen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Meßprinzip von der Grundlegung der konvektiven Wärmeübertragung
Q = a A At Gas-Material
der Wärmeübergangskoeffizient α über die Wärmeübertragungsfläche A, das treibende Temperturgefälle zwischen Gas — üblicherweise Luft — und Materialoberfläche At und die Fläche A pro Zeiteinheit zu/oder abgeführte Wärmemenge Q bestimmbar ist.
A-At
Die genannten Größen werden über die Wechselwirkung einer beheizten Metallplatte, ζ. Β. Aluminium, mit strömender Kaltluft — allgemein: strömendes kälteres Gas — ermittelt. Die Temperaturen werden mit elektrischen Temperaturfühlern, z. B. Thermoelemente, direkt in der Platte und im Zuluftstrom gemessen. A ist die der Strömung ausgesetzte Plattenoberfläche. Die zugeführte Wärmemenge Q ist über die elektrischen Daten einer in der Platte eingebauten Widerstandsheizung zu erfassen. Die Platte wird dem Gasstrom der zu untersuchenden Anlage ausgesetzt. Dieser ist unbeheizt. Die Plattenheizung ist auf ein solches Niveau zu fahren, daß sich im Beharrungszustand eine genügend große Temperaturspreizung zwischen Gas und Platte einstellt, andererseits aber die thermische Beständigkeit der Empfängerplatte nicht überschritten wird.
Der Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1: die Heizungsseite der Meßplatte Fig. 2: die Thermoelementseite
Die Meßplatte 1 besteht aus Aluminium. Auf der Heizungs- und Thermoelementeseite der Meßplatte 1 sind Nuten 3 gleicher Konfiguration eingefräst. Auf einer Seite sind in diese Nuten 3 die Meßlötstellen 4 und Zuleitungen 5 mehrerer als Thermokette geschalteter Thermoelemente 4 eingelegt (Fig. 2). Auf der anderen Plattenseite ist ein Heizleiter 2 mäanderförmig in die vorhandenen Nuten 3 eingelegt (Fig. 1).
Auf beiden Plattenseiten ist die gleiche Anzahl von Nuten vorhanden, um ein Verformen beim Heizen zu vermeiden.
Die elektrische Isolation zwischen Platte 1 und Heiz — (2) bzw. Thermoelementendraht 5 erfolgt durch Eloxieren der Aluminiumplatte 1.
Die Meßplatte 1 ist für den Einsatz ausgelegt. Zu diesem Zweck ist die Meßplatte 1 thermisch isoliert in eine Hartpapierplatte gleicher Dicke eingesetzt, so daß die Strömungsbedingungen in unmittelbarer Plattenumgebung unverändert bleiben. Mittels Trägerbaueinheit wird die Meßplatte in die Transportkette des Trockners eingehangen und durchläuft diesen.
Die Meßwerte werden kontinuierlich am Schreiber aufgezeichnet.
Claims (1)
- Erfindungsanspruch:1. Verfahren zur Bestimmung der konvektiven Wärmestromdichte und des konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten an
Konvektionstrocknern fürflächige Gebilde, in denen Wärmeaustausch zwischen einem strömenden Gas und einem flächigen Gut vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß— aus Temperaturdifferenz zwischen Meßplatte mit konstanter Fläche und Gas— aus der Heizleistung— aus der Plattenflächeder konvektive Wärmeübergangskoeffizient nach folgender Formel
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| DD244199B3 DD244199B3 (de) | 1992-12-24 |
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1985
- 1985-12-10 DD DD28401085A patent/DD244199B3/de not_active IP Right Cessation
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