Стенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность

 

Изобретение относится к технической физике, в.частности к устройствам для исследования процесса конденсации . Цель изобретейия - расширение функциональных возможностей. Установка для исследования теплообмена при струйном натекании пара на .охлаждаемую поверхность содержит герметичный корпус со смотровыми окнами и паропроводом. Внутри корпуса размещен рабочий участок в виде диска . На конце паропровода установлен сменный сопловый аппарат с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно диска, снабженного со стороны, противоположной сопловому аппарату, системой концентрических каналов, каждый из которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством, - к магистрали отвода. Корпус размещен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. Сопловый аппарат устанавливают иа заданном расстоянии от диска. Пар натекает на плоскость диска, конденсируется и стекает в сборник конденсата. Диск охлаждается водой, циркулирующей в его каналах. Расход воды замеряется мерными устройствами . Одновременно термопарами замеряется температура охлаждающей воды на входе и выходе, температура пара перед сопловым аппаратом и внутри установки. 3 ил. а S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 2 А1 (51) 4 G 01 N 25/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4053846/28-25 (22) 09,04.86 (46) 15.01.88. Бюл. ¹ 2 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (72) Б.Ф.Слепов, В.С.Александров, В.С.Карасев, A.Ä.Êoðíååâ и Е.Н.Пирогов (53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 410300, кл. С 01 N 25/08, 197 1.

Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена.

M.: Энергия, 1979, с. 274. (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ СТРУЙНОМ НАТЕКАНИИ ПАРА НА

ОХЛАЖДАЕМУ10 ПОВЕРХНОСТЬ (57) Изобретение относится к технической физике, в,частности к устройствам для исследования процесса конденсации. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Установка для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность содержит герметичный корпус со смотровыми окнами и наропроводом. Внутри корпуса размещен рабочий участок в виде диска. На конце паропровода установлен сменный сопловый аппарат с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно диска, снабженного со стороны, противоположной сопловому аппарату, системой концентрических каналов, каждый из которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством, — к магистрали отвода, Корпус размещен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. Сопловый аппарат устанавливают на заданном расстоянии от диска.

Пар натекает на плоскость диска, конденсируется и стекает в сборник конденсата. Диск охлаждается водой, циркулирующей в его каналах. Расход воды замеряется мерными устройствами. Одновременно термопарами замеряется температура охлаждающей воды на входе и выходе, температура пара перед сопловым аппаратом и внутри установки. 3 ил.

1366927

Изобретение относится к технической физике, в частности к устройствам, предназначенным для исследования теплообмена и гидродинамики при конденсации паров различных жидкостей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей стенда и повышение точности измерений путем установки паропровода с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участка и фиксации в заданном положении, снабжения его на конце сменным соплом, выполнения рабочего участка в виде диска, имеющего со стороны противоположной сопловому аппарату, систему концентрических теплоизолированных друг от друга каналов, каждый из которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством - к магистрали отвода охлаждающей воды, и размещения корпуса с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, параллельной плоскости диска.

На фиг. 1 представлена схема стенда для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг, 2. Стенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность содержит герметичный корпус 1 со смотровыми окнами 2 и паропроводом 3, размещенный в нем рабочий участок 4, соединенный с магистралями подвода 5 и отвода 6 охлаждающей воды. Стенд снабжен сменным сопловым аппаратом 7, установленным на конце паропровода

3, который размещен внутри герметичного корпуса 1 с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участка 4 и фиксации в заданном положении. Фиксатор может быть выполнен в виде винта, размещенного во втулке, заключающей в себя паропровод 3. Рабочий участок выполнен в виде диска 8, снабженного со стороны, противоположной сопловому аппарату 7, системой концентричных каналов 9. Диск 8 выполнен из высокотеплопроводного материала малой толщины, например, из медной фольги, а сам рабочий участок и стенки канало

9 — из малотеплопроводного материала, например из текстолита. Каналы 9 теп-, лоизолированы друг от друга. Каждый канал имеет поперечную перегородку и снабжен отверстиями 10, выполненными в теле рабочего участка 4 и расположенными по обоим сторонам перегородки 11. Одно из каждой пары отверс10 тий 10 подключено к магистрали 5 подвода охлаждающей воды, а другое при помощи трубопроводов 12, снабженных мерными устройствами 13 и вентилями

14, - к магистрали 6 отвода охлаждаю-„

1 щей воды. Паропровод 3 заключен во втулку 15. прикрепленную фланцем к корпусу 1 и снабженную уплотнением

16. В части паропровода 3, размещенной снаружи герметичного корпуса 1, 2р установлен пароперегреватель 17, питаемый от электросети через реостат

18. Контроль мощности нагрева осуществляется с помощью ваттметра 19.

Корпус 1 крепится к стойке 20 с по25 мощью горизонтальной оси 21 и имеет возможность поворота вокруг этой оси. ,Корпус 1 снабжен также сборником 22 ! конденсата, размещенным в его нижней части и имеющим сливные патрубки 23.

30 Стенд снабжей системой измерения температур, выполненной на основе термопар 24-26, подключенных к прибору (не показан). С помощью термопар осуществляется замер температуры пара перед сопловым аппаратом 7, температуры в полости герметичного корпуса 1, перепад температур охлаждающей .воды (на участке до и после каналов 9) и температуры внутренней поверхности диска 8.

Стенд работает следующим образом.

Перед запуском сопловый аппарат 7 устанавливают путем смещения паропровода 3 на требуемом расстоянии от

pr диска 8. После этого паропровод 3 фиксируют в заданном положении. Кроме того, поворотом на горизонтальной оси 21 стенд может быть сориентирован в пространстве так, что плоскость

БО диска 8 будет наклонена под любым углом к горизонту. Затем пар подается в паропровод 3 и оттуда поступает в сопловый аппарат 7. Предварительно пар может быть подогрет с помощью

>< пароперегревателя 17. Пар истекает из соплового аппарата 7 и натекает на диск 8 рабочего участка 4, где конденсируется и истекает в сборник

22 конденсата. Диск 8 с противополож1366927 ной стороны охлаждается водой, под= водимой через магистрали 5 к отверстиям 10 каналов 9. Из них нагретая вода выводится по трубопроводам 12 в мерные устройства 13, а оттуда — в магистраль 6 отвода охлаждающей воды.

Наличие мерных устройств 13 позволяет определить расход охлаждающей воды в каждом из каналов 9. Одновременно с помощью термопар 24, установленных в магистралях 5 подвода охлаждающей воды и в трубопроводах 12, определяется разность температур охлаждающей воды на входе и выходе из 15 рабочего .участка, что в совокупности с замером расхода дает количество тепла, отводимого от соответствующего кольцевого участка диска 8, а также от всего диска в целом. Термопары ,26, укрепленные на внутренней поверхности диска 8, за счет малой толщины последнего и высокой теплопроводности материала показывают практически температуру наружной поверхности диска, 25 которая может служить для вычисления коэффициента теплоотдачи при конденсации. При необходимости применения диска с большей толщиной перепад температур между его поверхностями может быть учтен по известным зависимостям курса теплопередачи. Расход пара может быть определен по количеству конденсата, собранного в конденсатосборнике 22, для чего конденсат сливается через один из патрубков 23 в мерное устройство (не показано). С помощью термопар 25 замеряется температура пара перед сопловым аппаратом и внутри герметичного корпуса 1. Кроме того, 4р стенд может быть оснащен приемниками полного и статического давления для измерения скорости пара. После проведения цикла измерений с одним расстоянием от среза соплового аппарата 4> паропровод 3 устанавливают в другом требуемом положении и замеры повторяют.

Предлагаемое выполнение стенда для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность позволяет получить зависимость характеристик процесса теплообмена от расстояния среза соплового аппарата до поверхности теплообмена, диаметра сопла и других параметров. При этом конструкция рабочего .участка позволяет определить коэффициенты теплоотдачи не только в целом для всей поверхности теплообмена, но и для ее отдельных участков, находящихся на разном расстоянии от центра диска.

Ф о р м у л а изобретения

Стенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность, включающий герметичный корпус со смотровыми окнами и паропроводом, размещенный в нем рабочий участок, соединенный с магистралями подвода и отвода охлаждающей воды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, паропровод установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участка и фиксации в заданном положении, снабжен размещенным на его конце сменным соплом, а рабочий участок выполнен в виде диска, имеющего со стороны, противоположной сопловому аппарату, систему концентричных теплоизолированных друг от друга каналов, каждый из которых подключен одним концом к магистрали годвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством — к магистрали отвода охлаждающей во,",ы, а корпус размещен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, параллельной плоскости диска.

1366927

1366927

Составитель Е.Сиренко

Техред М.ДНдык Корректор М.Демчик

Редактор А.Лежнина

Заказ 6833/43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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