Установка для исследования тепломассообмена в двухфазном потоке Советский патент 1985 года по МПК F28F27/00 F28D5/00 

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

Известен стенд для исследования интенсификации теплообмена, содержащий испытательную камеру, включенную в. контур циркуляции рабочего . вещества, служащий для определения количества тепла и снабженный расходным сосудом, и контур вспомогательного теплоносителя для отвода тепла, вьщеляющегося при конденсации паров, образующихся в испытательной камере. Контур вспомогательного теплоносителя снабжен теплообменником для предварительного нагрева теплотой конденсации исследуемого вещества, а на линии циркуляции вещества установлена рабочая емкость с нагревателем и резервуар с гибкой мембраной подмембранная полость которого подключена к магистрали сжатого воздуха, имеющей несколько ветвей с эжекторами для отвода паров и расходного

сосуда D I

Х)днако стенд не обесп-ечивает точ. ности получаемых данных, так как рассчитан на исследование однофазного потока рабочего вещества и не позволяет проводить такие исследования, как влияние на тепловые и массовые характеристики теплообменников равномерности распределения жидкой фаЗы по трубам при протекании по, ним двухфазного потока в зависи- мости от удаления трубы от оси,т.е. в радиальном направлении.

Известна установка для исследования теплообмена в двухфазном двухкомпонентном потоке, содержащая камеру смешения с магистралями подвода газа и жидкости и обогреваемый экспериментальный участок с измерительной аппаратурой, а перед камерой на газовой магистрали последовательно установлены автономньй электронагреватель, увлажнитель, подключенный к магистрали жидкости, сепаратор капельной влаги и ороситель с газопроводом, сообщенным одним своим концом с фосункой (распылителем), размещенной в камере смешения, а другим - через трубопроводы с запорно-регулирующими устройствами - с магистралью под292

вода газа за и перед.электронагре вателем по ходу газа 2.

Однако на известной установке невозможно осуществить исследование влияния распределения жидкой фазы в радиальном цаправлении 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 вьтолнен 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 измерителную аппаратуру.

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

Установка содержит камеру 1 смешения с линиями 2 подводи 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 цилиндрических перегородок 10, Экспериментальный участок 6 перегородками 10, размещенными в межтрубном пространстве, разделен на изолированны секции 11. Б 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

3

измерительные устройства 16 для регулирования и измерения параметров потока.

Установка работает следующим обг 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 распьшитель 5. Затем этот поток поступает в теплообменные трубы 9 и через сво бодные их концы попадает в межтрубное пространство секций 11, где жидкая фаза потока собирается. Газообразная фаза потока отводится чере 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 чере распылитель, регулируя ее состав, и

294

модел1фоватЬ состав смеси, приближая его к натурным условиям.

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

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 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 tio трубам в зависимости от удаления их от оси и можно регулировать распределение с целью более равномерного 0 расхода жидкой фазы по трубам в радиальном направлении, что позволит проектировать оптимальные конструкции теплообменной аппаратуры.

Ю

9

фиг. 2

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.