Способ определения характера распределения жидкости в двухфазном потоке теплоносителя

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА РАСПРЕДЕЛЕЕШЯ ЖИДКОСТИ В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ по длине канала путем размещения вдоль канала дискретных подвижных нагревателей и периодического отбора теплоносителя на выходе из канала при перемещении нагревателей с изменением расстояния между ними, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследований в условиях турбулизированного потока теплоносителя, в канале между нагревателями предварительно устанавливают турбулизаторы и перемещают их совместно с нагревате8 лями .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (д) 4 F 28 F 13/12 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

Н ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ по длине канала путем размещения вдоль канала дискретных подвижных нагревателей и периодического отбора теплоносителя на выходе из канала при перемещении нагревателей с изменением расстояния междуними, отличающийся тем, что, с целью повышения точнбсти исследований в условиях турбулизированного потока теплоносителя, в канале между нагревателями предварительно устанавливают турбулизаторы и перемещают их совместно с нагревателями. S

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21) 3554803/24-06 (22) 17.02.83 (46) 23.11.86. Бюл. М 43 (72) Э.А. Болтенко и P.Ñ. Пометько (53) 621.565.94(088.8) (56) Болтенко Э.А. и др. Расход жидкости в ядре дисперсно-кольцевого потока и кризис теплоотдачи. Препринт

ФЭН-983, Обнинск, 19809 с. 20.

Болтенко Э.А. и др. Распределение жидкости между ядром потока и пленкой при дисперсно-кольцевом режиме течения фреона в трубе. Препринт,ФЭИ-804, Обнинск, 1978, с. 9.

SU„, 1122076 А

1122

Изобретение относится к области теплофизических исследований, в частности, может быть использовано при измерении структуры двухфазного потока в парогенерирующих каналах с 5 различными интенсификаторами теплосъема в области дисперсно-кольцевого режима течения.

Известен способ определения кризиса теплоотдачи путем использования 10 интегральных характеристик двухфазного потока, таких, как расход жидкости в пристенной пленке и в ядре потока, расход пара.

Получение интегральных характерис- 15 тик двухфазного потока, в частности, расхода жидкости в пристенной пленке и ядре, достаточно сложно, поскольку требует интегрирования локальных õàрактеристик по сечению канала, что, 20 в свою очередь, требует знания профиля скорости, который имеет сложный вид и зависит от большого количества переменных, трудно поддающихся обобщению. Кроме того, датчики для измерения локальных характеристик недостаточно надежны и вносят возмущения в измеряемый поток, что приводит к неконтролируемым погрешностям при измерении.

Ближайшим техническим решением является способ определения характера распределения жидкости в двухфазном потоке теплоносителя по длине канала путем размещения вдоль канала дискрет-З ных подвижных нагревателей и периоди-. ческого отбора теплоносителя на выходе из канала при перемещении нагревателей с изменением расстояния между ними.

Камера отбора представляет собой либо кольцевую щель, через которую отсасывается двухфазная проба, либо вместо кольцевой щели используется пористая вставка.

Измерение, например, расхода жидкости в пристенной пленке, осуществляется следующим образом. Отбирается двухфазная проба камерой, установленной на выходе канала, затем тем или иным способом двухфазная проба разделяется на жидкостную и паровую составляющие. Изменяя перепад давления в сечении отбора, получают ряд проб с различным содержанием жидкости и пара.55

На основе измерений строится график расхода жидкости в зависимости от расхода пара,из которого определяется

076 а область инвариантности расхода отбираемой жидкости и расхода пара. Экстраполируя эту область до пересечения с осью ординат, определяют расход жидкости в пристенной пленке. Если необходимо провести измерения по длине канала, передвигают нижний токоподвод по направлению движения теплоносителя, тем самым изменяя длину участка подвода тепла, и проводят измерения камерой, установленной на выходе канала. Такие измерения проводят на трубах с равномерным тепловыделением по длине, поскольку в этом случае передвижение камеры отбора в направлении против движения теплоносителя эквивалентно перемещению. токоподвода по направлению движения теплоносителя °

Недостатком указанного способа является низкая точность исследований в условиях турбулизированного потока теплоносителя, так как передвижение камеры отбора против движения теплоносителя в этом случае неэквивалентно перемещению токоподвода по направлению движения теплоносителя.

Целью изобретения является повышение точности исследований в условиях турбулизированного потока теплоносителя.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе определения характера распределения жидкости в двухфазном потоке теплоносителя по длине канала путем размещения вдоль канала дискретных подвижных нагревателей и периодического отбора теплоносителя на выходе из канала при перемещении нагревателей с изменением расстояния между ними, в канале между нагревателями предварительно устанавливают турбулизаторы и перемещают их совместно с нагревателями.

На чертеже схематично изображено устройство, реализующее описанный способ.

Устройство содержит канал 1 с дискретными подвижными нагревателями в виде токоподводов 2 и турбулизаторами 3 и камеру отбора ц. В каче стве турбулизаторов 3 использовались разрезные съемные кольца, выполненные из материала, обладающего упругими свойствами, например бронзы, и разрезанные в одном месте по радиусу. Величина разреза выбиралась такой, чтобы после установки колец раэ3 1122 рез убирался, так как перетечки жидкости через разрез могут нарушить условия, эксперимента. Внутренний диаметр кольца больше внутреннего диаметра канала и выбирается иэ условия обеспечения необходимой силы прижатия кольца к внутренней стенке. Таким образом, крепление колец осуществляется за счет сил упругости. Внутренний диаметр колец, шаг между ними 0 выбирается из условий эксперимента.

Описанный способ осуществляется следующим образом.

Изготавливаются разрезные турбулизаторы необходимых геометрических 15 размеров, которые затем с помощью специально изготовленного приспособления устанавливаются в трубе и удерживаются в ней за счет сил упругости. К трубе подводится тепловой поток 20 при помощи пропускания тока через трубу. Участок 1 служит входным для участка 1, в котором установлены турбулизаторы. После этого устанавливаются необходимые режимные пара- 25 метры. В данном случае — это массовая

" скорость теплоносителя (фреон-12)

2000 кг/м2 с, давление в канале

1,06 MIIa. длины участков 1 = 2 м, 1 = 1,5 м, внутренний диаметр трубы -30 о мм. Высота разрезного кольца, имитирующего турбулизатор — 1 мм. Установив необходимые режимные параметры, проводят измерение расхода жидкости в пленке. камерой отбора 4, установS ленной на выходе трубы. С этой целью изменяют перепад давления между вхо076 4 дом в камеру отбора и выходом из нее (вход в насос циркуляционный), при каждом фиксированном перепаде давления отбирают двухфазную пробу и разделяют ее в сепараторе на жидкостную и объемную составляющие. Затем строят зависимость расхода жидкости от расхода пара, определяют область инвариантности расхода жидкости от расхода пара и эксраполируют эту область до пересечения с осью ординат, определив таким образом расход жидкости в пленке в данном сечении канала, продолжают измерения. Для этого перемещают нижний и средний токоподвод, меняя таким образом длину теплоподвода (участок 1 ) затем перемещают с помощью специального приспособления интенсификаторы и устанавливают их таким образом, чтобы на длине подвода теплового потока, геометрия интенсификаторов и их расположение оставались неизменными. После этого измеряют расход жидкости в пленке камерой отбора, установленной на выходе. Цикл измерений повторяется необходимое число раз. На основе Полученных данных по расходам жидкости в пленке в различных сечениях определяются (иэ уравнения баланса} расходы жидкости в ядре потока, т.е. распределение жидкости между ядром потока и пристенной пленкой.Описанный способ позволяет провести исследования в условиях турбулизированного потока теплоносителя и повышает точность исследований в целом.

1122076

Редактор Л. Народная Техред К.Попович

Корректор А. Зимокосов

3аказ 6496/3 Тираж 589

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4