145856. lajstromszámú szabadalom • Hőterek hidromechanikus modellje

Megjelent: 1959. december 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.856. SZÁM 42. i. 3—20. OSZTÁLY - PO-230. ALAPSZÁM Hőterek hidromechanikus modellje Dr. Polansky Alois mérnök, Praha és dr. Hruby Mirko mérnök, Brno (Csehszlovákia) A bejelentés napja: 1957. június 14. Csehszlovákiai elsőbbsége: 1956. június 15. A találmány hőterek hidromechanikus modellje, mely a hidraulikus analógia alapján falakban végbemenő nem stacioner hőáramlások meghatározását aránylag egyszerű és szemléletes módon teszi lehetővé. A vizsgált falat n számú egyenlő részre osztva képzelhetjük el. E részek tengelyeibe áthelyezve képzeljük el a részek fajlagos hőfelvevőképességét, mely a modelltechnikában meghatározott szabad folyadékfelszínű kapacitáscsőnek felel meg. Az egyes falrészek hőellenállását a modelltechnikában olyan ellenálláselem helyettesíti, amelynek révén a folyadékáramlással szemben tetszőleges ellenállást folyamatosan és tág határok között állíthatunk be. A modelltechnikában a kapacitáscsövekben levő folyadékoszlopok magasságának a vizsgált fal egyes rétegei közötti hőfokkülönbségek felelnek meg. A külső és belső klíma hőmérsékleti határfeltételeit a modellen túlfolyató edények segítségével tetszés szerint beállíthatjuk. Ezek a edények a modell be- és kijárati oldalán foglalnak helyet. A valóság és modell közti kifejlesztett analógia alapján módunkban áll a nem stacioner egydimenziós hővezetés tetszőleges eseteit ismert fizikai mennyiségek segítségével a modelltechnikába átvinni és a kapott eredményeket a valóságra ismét átszámítani. Időredukálással akármilyen hosszadalmas folyamatokat megfelelő időtartamra rövidíthetünk le. Hidraulikus analógia alapján működő hasonló modelleket úgy szerkesztünk meg, hogy ellenálláselemekként meghatározott átmérőjű és hosszúságú csövecskéket (kapillárisokat) alkalmazunk, melyek előre megszabott ellenállást fejtenek ki. Ez esetben az ellenállás változtatása végett egyes csövecskéket kicserélünk vagy különböző átmérőjű hengeres testeket viszünk be. E megoldás hátránya, hogy a mérés alatt nem lehet a kívánt ellenállást beállítani és csekély pontosság esetén nehéz a mérési időt meghosszabbítani. Az egyes elemi falrétegek hőfelvevőképességét különböző átmérőjű kapacitáscsövekkel helyettesítjük. A hőfelvevőképesség minden változásakor a csöveket ki kell cserélni. Az ellenállásnak vagy a hőfelvevőképességnek ilyen beállítása esetén azokat lehetetlen folyamatosan változtatni. E modellek további hátránya nagyobb mennyiségű kapillárisok és csövek nehéz elhelyezése. A találmány ezeket a hátrányokat úgy szünteti meg, hogy az új felépítésű hidromechanikai modellnél szabályozó ellenálláselemek a hidraulikus ellenállást folyamatosan szabályozzák, ami lehetővé teszi a hidraulikus ellenállás azonnali módosítását a mérés alatt (üzemszünet nélkül) a kívánt értékekre, a valóságos folyamatok fizikai adatainak megfelelően. E hidromechanikai modell előnye, hogy a hidraulikus ellenállást a szabályozó ellénálláselem segítségével a legtágabb határok között állíthatjuk be. Ennél a modellnél víz helyett transzformátorolajat használunk munkafolyadék gyanánt, mely a szabályozó ellenálláselemben lamináris áramlást biztosít, amit a modell hidraulikus analógiája alapvető feltételének tekinthetünk. A kifejlesztett hidromechanikai modell további előnye a kapacitáscső újszerű csuklója. Részben döntéssel, részben hengeres betéteknek a kapacitáscsövekbe helyezésével az egyes elemi falrétegek hőfelvevőképességét a legtágabb határok között folyamatosan változtathatjuk. A folyamatos változtatás céljára a hengeres betétek méreteit úgy választjuk meg, hogy a kapacitáscső a legdőltebb helyzetében, egy fokkal nagyobb átmérőjű betét behelyezése esetén ugyanakkora tükörfelületet adjon, mint ugyanaz a cső függélyes helyzetben, egy fokkal kisebb átmérőjű hengeres betéttel. A kapacitás 7 és 100% közötti folyamatos változtatásához csupán 12 hengeres betétet használunk. A hőmérsékleti határfeltételek beállítására a hidromechanikus modellt mindkét oldalán túlfolyató edényekkel szereljük fel, amelyek magassága a kívánt hőmérsékletváltozástól függően önműködően állhat be. A programszerű hőmérsékletváltozás követésére sablonokkal dolgozó lefejtő' rendszert használunk. A villamos adószerv tapintószege, mely a sab-Ion alakját vezetőrúd és emeltyűszerkezet útján