Экспериментальная установка для изучения процесса вскипания перегретой жидкости

 

Изобретение относится к энергетике и позволяет ускорить процесс вскипания перегретой жидкости. Экспериментальная установка для изучения этого процесса, содержащая сосуд с нагревателем и перекрытым мембраной выходным отверстием, дополнительно содержит перфорированную мембрану из хрупкого теплоизоляционного и теплостойкого материала, разделяющую сосуд на две части, причем в объеме сосуда между двумя мембранами установлен теплообменник для охлаждения этой части жидкости. 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gi)s G 01 N 7/14

ГОСУДА Р СТ8 Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ i

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((,Ь V

М

iÎ (21) 4639096/26 (22) 17.01.89 (46) 23.08.91. Бюл. M 31 (71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф. Э. ДзержинскоГО (72) Д.А. Хлесткин и В,Г. Елфимов (53) 621.039.5 (088.8) (56) Исаев О, А. Вскипание жидкости при быстром сбросе давления в адиабатном нестационарном потоке. Диссертация, АН СССР, Уральский научный центр, Свердловск, 1980, с, 87.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при исследованиях процесса быстрого сброса давления в сосуде с горячей водой под высоким давлением, а также в других областях, где исследуется возможность быстрой разгерметизации сосуда с жидкостью, термодинамические параметры состояния которой достаточны для осуществления вскипания ее при истечении, Целью изобретения является ускорение процесса вскипания горячей жидкости путем уменьшения времени падения давления в ней.

„„Я) „„1672299 А1 (54) ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССА ВСКИПАНИЯ

ПЕРЕГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к энергетике и позволяет ускорить процесс вскипания перегретой жидкости. Экспериментальная установка для изучения этого процесса, содержащая сосуд с нагревателем и перекрытым мембраной выходным отверстием, дополнительно содержит перфорированную мембрану из хрупкого теплоизоляционного и теплостойкого материала, разделяющую сосуд на две части, причем в объеме сосуда между двумя мембранами установлен теплообменник для охлаждения этой части жидкости. 1 ил.

На чертеже схематично изображена экспериментальная установка, общий вид.

Камера 1, выполненная в виде трубы, содержит нагреватель 2, металлическую мембрану 3, перекрывающую один конец камеры, и дополнительную перфорированную мембрану 4, разделяющую камеру 1 на две части, соответственно холодный объем

5 и горячий объем 6. Причем холодный объем 5 содержит теплообменник 7 для охлаждения этой части жидкости.

Благодаря перфорации перепад давления на мембране 4 до разрыва металличе1672299

dxOd ам

Составитель А. Кубасов

Редактор А. Шандор Техред М,Моргентал Корректор М Максимишинец

Заказ 2833 Тираж 355 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г КНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101 ской мембраны в выходном отверстии заведомо равен нулю, Экспериментальная установка для изучения процесса быстрого вскипания перегретой жидкости работает следующим 5 образом, Процесс разгерметизации камеры 1 начинается с организованного разрыва мембраны 3, установленной на ее конце. При этом в холодном объеме 5 происходит паде- 10 ние давления и образовавшаяся волна раэре>кения, распространяясь со скоростью звука в этом объеме, доходит до дополнительной перфорированной мембраны 4. Так как в холодном объеме 5 температура жид- 15 кости меньше температуры насыщения при наружном давлении, то при падении давления в нем жидкость не вскипает и тем самым не оказывает влияния на процесс изменения давления в горячем объеме 6. По исте- 20 чении определенного промежутка времени на перфорированной мембране 4 создается разность давлений, равная разрушающей разности давлений для мембраны

4 + Рразр = Рнач.гор Рпром (где Рнач.rop 25 начальное давление на промежуточной мембране 4 со стороны горячего объема жидкости; Рпром промежуточное давление на мембрану со стороны холодного объема жидкости, при котором начинается раэру- 30 шение промежуточной мембраны 4). С момента разрушения указанной мембраны 4 начинается падение давления эа ней в горячем объеме 6 жидкости. Поскольку перфорированная мембрана 4 рассчитана на 35 гораздо меньшую разрушающую разность давлений, чем мембрана 3 (примерно в 1020 раз), то и разрушается она при быстро увеличивающейся разности давлений значительно быстрее.

Падение давления в горячем объеме 6 из-эа перфорации мембраны 4 начинается с момента достижения указанной мембраны

4 волны разрежения и образования на ней начального перепада давлений, однако это падение давления настолько незначительно, что является несопоставимым с падением давления в горячем объеме жидкости при разрыве мембраны 4.

Таким образом в горячем объеме 6 жидкости происходит ускорение процесса падения давления, что обеспечивает более глубокий заход жидкости в метастабильную область и увеличение тем самым перегрева жидкости выше температуры насыщения (т. е. при падении давления s жидкости ниже давления насыщения при данной температуре горячей жидкости). Это приводит к более интенсивному вскипанию горячей жидкости.

Формула изобретения

Экспериментальная установка для изучения процесса вскипания перегретой жидкости, включающая выполненную в виде трубы рабочую камеру, размещенный внутри нее нагреватель, мембрану, перекрывающую один конец рабочей камеры, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью ускорения процесса вскипания, она снабжена охлаждающим теплообменником, размещенным в камере, и перфорированной мембраной из хруп кого теплостойкого теплоизоляционного материала, отделяющей охлаждающий теплообменник и конец камеры, перекрытый мембраной, от нагревателя.