ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ Российский патент 2009 года по МПК F28D20/00 

Описание патента на изобретение RU2359193C2

Лабораторная установка по теплопередаче предназначена для проведения учебных занятий по дисциплинам «Теплопередача» и «Теплотехника».

Известна лабораторная установка по исследованию теплопередачи в пароводяном теплообменнике (см. А.П.Солодов, Ф.Ф.Цветков, А.В.Елисеев, В.А.Осипова. Практикум по теплопередаче. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с.195), представляющая собой двухходовой теплообменник, греющей средой в котором служит сухой насыщенный водяной пар из магистрали, холодным теплоносителем является вода из водопроводной сети. К недостаткам установки следует отнести необходимость иметь источник водяного пара и водопроводную сеть.

Недостатками конструкции является то, что установка достаточно сложна и менее эффективна.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является лабораторная установка по теплопередаче (см. патент №2271509, приоритет от 13 мая 2004 г., опубл. 10.03.2006, БИ №7), содержащая корпус, выполненный из двух прямоугольных камер - входной и выходной - из оргстекла, на внешней поверхности выходной камеры смонтирован сосуд Дьюара, содержащий воду с тающим льдом, внешняя стенка входной камеры выполнена из алюминиевой фольги, перед которой установлена панель с лампами накаливания, входная и выходная камеры отделены поверхностью нагрева, изготовленной из алюминиевой фольги и закрепленной на рамке, входная камера в верхней части и выходная камера в нижней части закрыты крышками, в которых установлены патрубки, имеющие сужение в нижней части и выполненные стеклянными.

Недостатком данной установки является сложность конструкции, малая поверхность теплообмена, потребность использования ламп накаливания, меньшая точность измерения температуры.

Целью изобретения является создание экономичной лабораторной установки по изучению теплопередачи в противоточном теплообменнике за счет точности определения температуры, увеличения тепловой производительности за счет увеличения поверхности нагрева, получения более дешевой и наглядной конструкции.

Поставленная задача выполняется за счет того, что лабораторная установка по теплопередаче, содержащая корпус, электронагреватель, патрубки для выхода нагретого воздуха, у которой вертикальный цилиндрический корпус выполнен из латуни, содержит внутреннюю и наружные трубы, помещенные одна в одну, внутренняя труба открыта с обеих сторон и содержит установленные в нижней части электронагреватель, присоединенный к находящимся снаружи ваттметру и ЛАТРу, в верхней и нижней части установлены нижний и верхний смесители воздуха, нижний и верхний патрубки для ввода термопар, наружная труба открыта в верхней части для входа воздуха, в нижней части имеет коническую форму с выходным патрубком для ввода термопары, снаружи наружной трубы смонтирован сосуд со льдом и патрубком для слива воды.

Выполнение лабораторной установки по теплопередаче в виде вертикального цилиндрический корпуса из латуни, содержащего внутреннюю и наружные трубы, помещенные одна в одну, внутренняя труба открыта с обеих сторон и содержит электронагреватель, ваттметр, ЛАТРом, установленные в нижней части, в верхней и нижней части установлены нижний и верхний смесители воздуха и нижний и верхний патрубки для выхода воздуха, наружная труба открыта в верхней части для входа воздуха, в нижней части имеет коническую форму с выходным патрубком, снаружи наружной трубы смонтирован сосуд со льдом и патрубком для слива, позволяет увеличить поверхность нагрева по сравнению с установкой, взятой за прототип, что позволяет увеличить тепловую производительность. При этом увеличивается точность измерения температуры. Данная установка по теплопередаче компактна, имеет низкую стоимость, удобна в работе и позволяет быстро выходить на рабочий режим, а также сменить его.

Лабораторная установка по теплопередаче представлена на фиг.1 и 2.

Фиг.1 - схема лабораторной установки;

Фиг.2 - схема изменения температуры вдоль поверхности нагрева.

Лабораторная установка по теплопередаче (см. фиг.1) содержит вертикальный цилиндрический корпус из латуни, который содержит две трубы - внутреннюю трубу 1 и наружную трубу 2, помещенные одна в одну. Внутренняя труба 1 открыта с обеих сторон, внутри нее в нижней части установлен электронагреватель 3, мощность которого устанавливается ЛАТРом 4 и контролируется ваттметром 5. Для выравнивания температуры потока установлены смесители потока воздуха: нижний 6 и верхний 7. Нижний 8 и верхний 9 патрубки служат для ввода термопар. Измерение температуры потока воздуха производится нижней термопарой TI через нижний патрубок 8 и верхней термопарой TII, установленной в верхней части внутренней трубы 1 через верхний патрубок 9.

Наружная труба 2 открыта в верхней части для входа воздуха, в нижней части имеет коническую форму с выходным патрубком 10 для ввода термопары TIII. Снаружи наружной трубы 2 смонтирован сосуд 11 со льдом и патрубком для слива 12.

Лабораторная установка по теплопередаче работает следующим образом.

Включают электронагреватель 3, и поток горячего воздуха начинает движение снизу вверх. Сосуд 11 заполняют водой и льдом, и холодный воздух движется сверху вниз. Создается противоточное движение теплоносителей. Температура горячего потока на входе и выходе, а также температура холодного потока на выходе измеряется термопарами TI, TII, TIII. Скорости потоков, а затем и расход находят с помощью электронного анемометра.

Термопара TI предназначена для измерения температуры t/1 нагретого воздуха и (см. фиг.2) помещается через нижний патрубок 8. Термопара TII предназначена для измерения температуры t//1 выходящего потока нагретого воздуха и помещается через верхний патрубок 9.

Внешняя труба 2 предназначена для организации потока холодного воздуха с температурой на входе t/2 через верхнее кольцевое пространство. Температура потока на входе t/2 измеряется термометром. Снаружи внешней трубы 2 смонтирован сосуд 11, содержащий воду с тающим льдом. Нижняя часть внешней трубы 2 выполнена конической формы, припаяна к внутренней трубе 1 и имеет выходной патрубок 10. В выходном патрубке 10 установлена термопара TIII для измерения температуры t//2 выходящего потока воздуха. Схема изменения температуры вдоль поверхности нагрева приведена на фиг.2.

Лабораторная установка по теплопередаче разработана на кафедре «Теплогазоснабжение и вентиляция» КрасГАСА и имеет следующие преимущества: простая по конструкции, дешевая, наглядная, позволяет легко устанавливать рабочий режим работы. Изобретение позволяет создать экономичную, дешевую и наглядную лабораторную установку по изучению теплопередачи в противоточном теплообменнике.

Похожие патенты RU2359193C2

название год авторы номер документа
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ 2009
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Марченкова Светлана Георгиевна
RU2412417C1
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКЕ 2008
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Марченкова Светлана Георгиевна
  • Шалаев Игорь Михайлович
  • Шмидт Владимир Карлович
RU2369912C1
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА 2015
  • Кузнецов Гений Владимирович
  • Орлова Евгения Георгиевна
  • Феоктистов Дмитрий Владимирович
RU2580230C1
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ 2004
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Марченкова Светлана Георгиевна
  • Шалаев Игорь Михайлович
RU2271509C2
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ 2012
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Афанасьев Владимир Емельянович
  • Марченкова Светлана Георгиевна
  • Шмидт Владимир Карлович
  • Патрушева Тамара Николаевна
RU2490719C1
УСТАНОВКА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЛАГООБМЕНА МЕЖДУ ВОЗДУШНОЙ И ВОДНОЙ СРЕДАМИ 2023
  • Гулёв Сергей Константинович
  • Залиханов Алим Михайлович
  • Соловьев Дмитрий Александрович
  • Чекарев Артём Петрович
RU2816501C1
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА 2018
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Кулагина Татьяна Анатольевна
  • Марченкова Светлана Георгиевна
RU2687226C1
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ 2001
  • Енютина Т.А.
  • Шалаев И.М.
  • Свиридов А.А.
  • Марченкова С.Г.
RU2202107C2
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ 1996
  • Енютина Т.А.
  • Иванов А.В.
  • Шалаев И.М.
RU2126175C1
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ 2008
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Марченкова Светлана Георгиевна
  • Шалаев Игорь Михайлович
  • Шмидт Владимир Карлович
RU2364945C1

Реферат патента 2009 года ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ

Лабораторная установка по теплопередаче предназначена для проведения учебных занятий по дисциплинам «Теплопередача» и «Теплотехника». Целью изобретения является создание экономичной лабораторной установки по изучению теплопередачи в противоточном теплообменнике за счет точности определения температуры, увеличения тепловой производительности за счет увеличения поверхности нагрева, получения более дешевой и наглядной конструкции. Поставленная задача выполняется за счет того, что лабораторная установка по теплопередаче, содержащая корпус, электронагреватель, патрубки для выхода нагретого воздуха, у которой вертикальный цилиндрический корпус выполнен из латуни, содержит внутреннюю и наружные трубы, помещенные одна в одну, внутренняя труба открыта с обеих сторон и содержит установленные в нижней части электронагреватель, присоединенный к находящимся снаружи ваттметру и ЛАТРу, в верхней и нижней части установлены нижний и верхний смесители воздуха, нижний и верхний патрубки для ввода термопар, наружная труба открыта в верхней части для входа воздуха, в нижней части имеет коническую форму с выходным патрубком для ввода термопары, снаружи наружной трубы смонтирован сосуд со льдом и патрубком для слива воды. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 359 193 C2

Лабораторная установка по теплопередаче, содержащая корпус, электронагреватель, патрубки для выхода нагретого воздуха, отличающаяся тем, что вертикальный цилиндрический корпус выполнен из латуни, содержит внутреннюю и наружные трубы, помещенные одна в одну, внутренняя труба открыта с обеих сторон и содержит установленные в нижней части электронагреватель, присоединенный к находящимся снаружи ваттметру и ЛАТРу, в верхней и нижней части установлены нижний и верхний смесители воздуха, нижний и верхний патрубки для ввода термопар, наружная труба открыта в верхней части для входа воздуха, в нижней части имеет коническую форму с выходным патрубком для ввода термопары, снаружи наружной трубы смонтирован сосуд со льдом и патрубком для слива воды.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2359193C2

ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ 2004
  • Енютина Тамара Афанасьевна
  • Марченкова Светлана Георгиевна
  • Шалаев Игорь Михайлович
RU2271509C2
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ 2001
  • Енютина Т.А.
  • Шалаев И.М.
  • Свиридов А.А.
  • Марченкова С.Г.
RU2202107C2
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ 1996
  • Енютина Т.А.
  • Иванов А.В.
  • Шалаев И.М.
RU2126175C1
Учебная установка для проведения лабораторных работ по технической термодинамике 1990
  • Федюкович Анатолий Кириллович
  • Видин Юрий Владимирович
  • Замятина Вера Владимировна
SU1818613A1
US 4152847 A, 08.05.1979.

RU 2 359 193 C2

Авторы

Енютина Тамара Афанасьевна

Марченкова Светлана Георгиевна

Шалаев Игорь Михайлович

Шмидт Владимир Карлович

Кухаренко Алексей Евгеньевич

Даты

2009-06-20Публикация

2006-11-02Подача