Установка для исследования тепломассообмена в двухфазном потоке

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ, содержащая линии подвода теплоносителей , подключенные к экспериментальному участку, снабженному измерительной аппаратурой и сообщенному с камерой смешения, отличающаяс я тем, что, с целью расширения диапазона исследований, экспериментальный участок выполнен в виде пучка труб, разделенного с помощью коаксиальных цилиндрических перегородок на изолированные секции с равным количеством труб в каждой из них, причем каждая из секций имеет свою автономную измерительную аппаратуру.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„116312

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3673091/24-06 (22) 13.12.83 (46) 23.06.85 ° Бюл. № 23 (72) А.С. Хряпченков, В.M. Будов, В.А. Юдин и В.Е. Водянов (71) Горьковский политехнический институт им. А.А. Жданова (53) 66.046 ° 7(088.8) (56) 1. Авторское свипетельство СССР № 312125, кл. F 28 F 13/00, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР № 800563, кл. F 28 3 5/00, 1979. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕПЛОИАССООБМЕНА В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ, q g) F 28 F 27/00, F 28 D 5/00 содержащая линии подвода теплоносителей, подключенные к экспериментальному участку, снабженному измерительной аппаратурой и сообщенному с камерой смешения, отличающаяс я тем, что, с целью расширения диа- пазона исследований, экспериментальный участок выполнен в виде пучка труб, разделенного с помощью коаксиальных цилиндрических перегородок на изолированные секции с равным количеством труб в каждой из них, причем каждая из секций имеет свою автономную измерительную аппаратуру.

1 1163

Изобретение относится к исследованию теплотехнических процессов и может быть использовано в энергетической промышленности, холодильной технике и других отраслях промышленности.

Известен стенд для исследования интенсификации теплообмена, содержащий испытательную камеру, включенную в контур циркуляции рабочего . 10 вещества, служащий для определения количества тепла и снабженный расходным сосудом, и контур вспомогательного теплоносителя для отвода тепла, выделяющегося при конденсации паров, образующихся в испытательной камере.

Контур вспомогательного теплоносителя снабжен теплообменником для предварительного нагрева теплотой конденсации исследуемого вещества, 20 а на линии циркуляции вещества установлена рабочая емкость с нагревателем и резервуар с гибкой мембраной, подмембранная полость которого подключена к магистрали сжатого возду- 25 ха, имеющей несколько ветвей с эжекторами для отвода паров и расходного сосуда (1 J.

Однако стенд не обеспечивает точности получаемых данных, так как З0 рассчитан на исследование однофазного потока рабочего вещества и не позволяет проводить такие исследования, как влияние на тепловые и массовые характеристики теплообменников 35 равномерности распределения жидкой фазы по трубам при протекании по ним двухфазного потока в зависимости от удаления трубы от оси,т.е. в радиальном направлении. 40

Известна установка для исследования теплообмена в двухфазном двухкомпонентном потоке, содержащая камеру смешения с магистралями подвода газа и жидкости и обогреваемый 45 экспериментальный участок с измерительной аппаратурой, а перед камерой на газовой магистрали последовательно установлены автономный электронагреватель, увлажнитель, 50 подключенный к магистрали жидкости, сепаратор капельной влаги и ороситель с газопроводом, сообщенным одним своим концом с фосункой (распылителем), размещенной в ка- 15 мере смешения, а другим — через трубопроводы с запорно«регулирующимн устройствами — с магистралью под129 2 вода газа за и перед.электронагревателем по ходу газа Р23.

Однако на известной установке невозможно осуществить исследование влияния распределения жидкой фазы в радиальном направлении на тепловые и массовые характеристики теплообменной аппаратуры, так как она не предназначена и не оснащена аппаратурой для этой цели.

Целью изобретения является расширение диапазона исследований.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для исследования тепломассообмена в двухфазном потоке, содержащем линии подвода теплоносителей, подключенные к экспериментальному участку,снабженному измерительной аппаратурой и сообщенному с камерой смещения, экспериментальный участок выполнен в виде пучка труб, разделенного с помощью коаксиальных цилиндрических перегородок на изолированные секции с равным количеством труб в каждой из них, причем каждая иэ секций имеет свою автономную измерительную аппаратуру.

На фиг.1 изображена предлагаемая установка, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Установка содержит камеру 1 сме.-шения с линиями 2 подвода. теплоносителей, смесительное устройство 3, подключенное к входной камере 4, оснащенной распылителем 5. К камере смещения подсоединен экспериментальный участок 6, состоящий из корпуса 7, сепараторов 8 со сливными трубками, пучка теплообменных труб

9 и коаксиальных проДольных цилинд-. рических перегородок 10. Экспери- ментальный участок б перегородками

10, размещенными в межтрубном пространстве, разделен на изолированные секции 11. В каждой изолированной секции 11 располагается равное количество теплообменных труб 9.

В нижней части каждой изолированной секции 11 имеются сливные трубы 12 и расходомерная аппаратура в виде измерительных сосудов 13.

Теплообменные трубы 9 в нижней части закреплены в трубной доске 14 по кольцевой разбивке консольно со свободными верхними концами. На линиях подвода теплоносителей предусмотрены специальные клапаны 15 и

1163129. измерительные устройства 16 для регулирования и измерения параметров потока.

Установка работает следующим об-. разом.

По линиям 2 подвода теплоносителей в камеру 1 смешения поступают теплоносители для приготовления необходимой концентрации смеси. Подготовленная рабочая смесь поступает во входную камеру 3 через распылитель 5. Затем этот поток поступает в теплообменные трубы 9 и через свободные их концы попадает в межтрубное пространство секций 11, где жидкая фаза потока собирается. Газообразная фаза потока отводится через сепараторы 8, где жидкая фаза, уносимая газообразной фазой, сепарируется и по перегородкам 10 стекает в секции 11. Собирающаяся в изолированных секциях 11 жидкость отводится по сливным трубам 12 в измерительные сосуды 13. По количеству собираемой в измерительных сосудах

13 жидкой фазы можно определить расход жидкой фазы по секциям в зависимости от удаления от оси, т.е. в радиальном направлении экспериментального участка.

Установка позволяет „определять расход жидкой фазы по секциям при различных режимах подачи смеси через распылитель, регулируя ее состав, и моделироватЬ состав смеси, приближая

его к натурным условиям.

Стенки входной камеры могут быть выполнены прозрачными иэ органического стекла для визуального наблюдения за процессом истечения потока смеси из распылителя и движения его по камере с целью определения оптимальной конструкции распылителя.

l0 Выполнение экспериментального участка установки в виде трубчатого теплообменника с коаксиальными цилиндрическими перегородками позволяет разделить его на изолированные . секции в радиальном направлении.

Для создания одинаковых условий при

I экспериментах каждая секция оснащена равным количеством теплообменных труб. Каждая секция подсоединена к измерительной аппаратуре для определения расхода жидкостной фазы по секциям.

Зная расход жидкой фазы по секциям, можно определить распределение расхода жидкой фазы йо трубам в зависимости от удаления их от оси н можно регулировать распределение с целью более равномерного

З0 расхода жидкой фазы по трубам в радиальном направлении, что позволит проектировать оптимальные конструкции теплообменной аппаратуры.

1163129

А-А

Составитель О. Акимова

Техред С.йовжий Корректор А. Обручар

Редактор О.Юрковецкая

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4093/38 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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