Устройство для исследования теплообмена

 

Изобретение относится к области теплотехники . Цель изобретения - повышение надежности устройства. По токоподводящим фланцам 4 и элементам 2 протекает электрический ток, выделяется тепло, которое отдается теплоносителю. Теплоноситель омывает тепловыделяющие элементы 2, отбирает тепло и выводится за пределы корпуса 1. Для снижения температурных напряжений фланцы 4 установлены с возможностью перемещения вдоль оси корпуса 1, а электроизолирующие элементы 6 выполнены составными, состоящими из трех колец. При этом внутреннее кольцо 7 выполнено из электроизолирующего материала , а внешние кольца 8 - из материала с коэффициентом линейного расширения, маньшим соответствующего коэффициента материала корпуса 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 28 F 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4668794/06 (22) 28.03.89 (46) 30.03.91. Бюл. ¹ 12 (71) Научно — производственное объединение "Энергия" (72) Н.М. Волков, В,К. Клименко, Н.П. Майданик, Б.И.Нигматулин, Б.А;Турчук и А.О.Шевченко (53) 621.565,942 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 107.1925, кл. F 28 F 27/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕПЛООБМЕНА (57) Изобретение относится к области теплотехники. Цель изобретения — повышение надежности устройства. По токоподводящим

„„5UÄÄ 1638547 А1 фланцам 4 и элементам 2 протекает электрический ток, выделяется тепло, которое отдается теплоносителю. Теплоноситель омывает тепловыделяющие элементы 2, отбирает тепло и выводится эа пределы корпуса 1. Для снижения температурных напряжений фланцы 4 установлены с возможностью перемещения вдоль оси корпуса 1, а электроизолирующие элементы 6 выполнены составными, состоящими из трех колец. При этом внутреннее кольцо 7 выполнено из электроизолирующего материала, а внешние кольца 8 — из материала с коэффициентом линейного расширения, маньшим соответствующего коэффициента материала корпуса 1. 1 ил.

1638547

15

30

40

50

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам для экспериментального исследования теплообмена.

Цель изобретения — повышение надежности устройства для исследования теплообмена, На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для исследования теплообмена содержит корпус 1 с установленными в нем тепловыделяющими элементами 2, которые подсоединены посредством гибких соединительных элементов 3 к токоподводящим фланцам 4, установленным между крышками 5 и корпусом 1 с возможностью перемещения вдоль оси корпуса 1. По обе стороны от фланцев 4 расположены электроизолирующие элементы 6, состоящие из трех соединенных между собой колец. При этом, центральное кольцо 7 выполнено из электроизолирующего материалоа, а крайние кольца 8 — из материала с коэффициентом линейного расширения, меньшим соответствующего коэффициента материала корпуса 1. Между крышками 5, корпусом

1, фланцем 4 и электроизолирующими элементами 6 установлены уплотнительные прокладки 9. Прокладки 9 установлены и между кольцами 7 и 8. Устройство снабжено прижимными плитами 10, соединенными посредством шпилек 11 с корпусом 1, В зазоре между крышками 5 и прижимными плитами t0 установлены упругие элементы

12, прижимающие крышки 5 к корпусу 1.

Устройство работает следующим образом.

К тепловыделяющим элементам 2 подводится. охлаждающий теплоноситель, а токоподводящие фланцы 4 включаются в электрическую цепь. При прохождении тока в тепловыделяющих элементах 2 выделяется тепло. Теплоноситель подогревается до требуемой температуры и выводится за пределы корпуса 1.

В процессе работы устройства все его элементы прогреваются до рабочей температуры, расширяются и происходят их взаимные перемещения как в осевом, так и в радиальном направлении в соответствии со значениями коэффициентов линейного расширения материалов, из которого изготовлены элементы, и уровня их рабочих температур, При исследовании нестационарных процессов осуществляется регулярное изменение подводимой мощности, в результате чего происходит и регулярное изменение температуры элементов устройства. В соответствии с изменением тем пературы происходит и циклическое (как осевая, так и радиальная) перемещение элементов устройства друг относительно друга.

Так как материал колец 8 имеет меньший коэффициент линейного расширения, чем аналогичные коэффициенты корпуса 1 и токоподводящего фланца 4, то при изменении температуры разница в изменении ра- диальных размеров корпуса 1, токоподводящего фланца 4 и центрального кольца 7 сглаживается промежуточным значением изменения радиальных размеров крайних колец 8, и чем ближе значения коэффициентов линейного расширения материалов колец 8 и 7, тем меньший уровень приобретают термические напряжения в зоне контакта кольца 7 со смежными кольцами

8, а при их равенстве напряжения исчезают.

Кроме того, наличие уплотнительных прокладок 9 способствует проскальзыванию колец 7 и 8 относительно друг друга и дальнейшему уменьшению термических напряжений. В свою очередь отсутствие жесткого крепления токоподводящих фланцев 4 в осевом направлении способствует тому, что при термическом расширении всех элементов устройства вдоль оси корпуса 1, превышающем усилие стяжки, упругий элемент

12 сжимается, а при уменьшении уровня рабочих температур и уменьшении осевых размеров элементов упругий элемент 12 расширяется, обеспечивая тем самым постоянное усилие стяжки всех элементов устройства, что способствует сохранению требуемой герметичности корпуса 1 устройства и исключает увеличение усилий в зоне контакта колец 7, 8.

Установка токоподводящих фланцев 4 с возможностью перемещения, наличие упругого элемента 12 и описанное выполнение электроизолирующего элемента 6 не препятствуют температурным перемещениям всех элементов устройства как в радиальном, так и в осевом направлении, снижают уровень температурных напряжений.в зонах контакта колец 7 из электроизолирующего материала со смежными элементами

8, исключают его разрушение и повышают надежность эксплуатации устройства в целом.

Формула изобретения

Устройство для исследования теплообмена, содержащее корпус с крышками и установленными в нем тепловыделяющими элементами, подсоединенными к токоподводящим шинам, и кольцевые электроизолирующие элементы, установленные между крышками и корпусом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, токоподводящие шины выполнены в виде фланцев, установленных между

1638547

Составитель Ю.Фомичев

Техред М.Моргентал Корректор Л,Пилипенко

Редактор М.Товтин

Заказ 920 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 крышками и корпусом с воэможностью перемещения вдоль оси корпуса, а электроизолирующие элементы расположены по обе стороны от этих фланцев и выполнены, составными, состоящими из соединенных - 5 между собой колец, центральное из которых выполнено из электроизолирующего материала, а крайние — из материала с коэффициентом линейного расширения, меньшим соответствующего коэффициента материала корпуса, прияем дополнительно устройство снабжено прижимными плитами, соединенными с корпусом и расположенными за упомянутыми крышками с образованием зазора, в котором дополнительно установлены упругие элементы.