Камера для теплотехнических испытаний образцов Советский патент 1987 года по МПК B01L7/00 F25B29/00 

112

Изобретение относится к теплотехническим испытаниям образцов, например фрагментов ограждающих конструкций.

Цель изобретения - снижение энер- гетических затрат и упрощение эксплуатации.

На чертеже схематично изображена камера для тепломеханических испытаний образцов. 1 Камера содержит теплоизолированный корпус 1, разделенный центрально установленной между боковыми стенками перегородкой 2 с окнами 3 для испытываемого образца на отделения 4 и 5. Камера снабжена устанавливаемыми вне корпуса 1 барогальваничес- кой ячейкой 6 и регенеративным теплообменником 7. Устройства для обо- грева и охлаждения отделений 4 и 5 выполнены в виде расположенных вдоль торцовых стенок камеры 8 и 9 баро- гальванических ячеек 10 и 11, полости 12 низкого давления рабочего тела которых обращены к стенкам 8 и 9, а полости 13 высокого давления заполнены теплопроводным сетчатым материалом 14, обращены в рабочие объемы отделений 4 и 5 камеры. Стенки 15 яче- ек выполнены из теплопроводного материала, при этом полости барогальвани ческих ячеек 6, 10 и 11 с одинаковым давлением сообщены между собой и с соответствующими полостями теплооб- менника 7 трубопроводами 16 и 17 с двухпозиционными трехлинейными вентилями 18, 19 и 20, 21, установленны . ми на входе и выходе из теплообменника 7.

Полости 12 и 13 расположенной BFie корпуса 1 барогальванической ячейки 6 заполнены также металлической сеткой 14, стенки 22 и 23 выполнены теплопроводными и с внешней стороны име ют оребрение 24.

Ячейки 6, 10 и 11 снабжены пористыми электродами 25 и 26 высокого и низкого давлений рабочего тела,между которыми расположен электролит 27.

На схеме показан также источник 28 постоянного тока, выключатели 29- 33, реостаты 34 и 35, переключатель 36 полярности напряжения.

Камера работает следующим образом На схеме показан режим обогрева отделения 4 ячейкой 10 за счет охлаждения отделения 5 ячейкой 11, при этом вентили 18 и 20 имеют положе112

ние, показанное на схеме пунктиром, а вентили 19 и 21 имеют положение,- показанное сплошной линией (первый режим).

Кроме 1 режима работы устройства, изображенного на схеме, оно может работать также в следующих режимах; 2 - режим обогрева отделения 4 ячейкой 10 за счет отбора тепла из окру- дающей среды ячейкой 6; 3 - режим охлаждения отделения 5 ячейкой 11 со сбросом тепла в окружающую среду ячейкой 6, 4 - режим обогрева отделения 5 ячейкой 11 за счет охлаждения отделения 4 ячейкой 10} 5 - режим обогрева отделения 5 ячейкой 11 за счет отбора тепла из окружающей среды ячейкой 6j 6 - режим охлаждения отделения 4 ячейкой 10 со сбросом тепла в окружающую среду ячейкой 6.

В качестве рабочего тела в устройстве используется смесь газов - аммиака с водородом в нестихиометричес- ком составе: 1 моль раб. тела 1 моль N11 2+ 0,5 моль И 2, а в качестве электролита 27 используется диэлектрический пористый сухарь,пропитанный насьпценным водным раствором соли аммония с проводимостью по комплексному иону NH. типа (NH.) , ,

В полостях 13 рабочее тело находится при давлении 1 атм, а в полостях 12 - при давлении ,

Устройство в режиме 1 работает следующим образом. Газовые вентили 19 и 21 находятся в положении, показанном сплошной линией, а вентили 18 и 20 - в положении, показанном пунктирной линией, выключатели 31, 32 и 33 включеныJ а выключатели 29 и 30 выключены; переключатель 36 полярности напряжения находится в положении а-а.

Ячейки 10 и 11 и теплообменник 7 образуют замкнутый циркуляционный контур. Ячейка 10 работает в режиме электрок имического компрессора, а ячейка 11 - в режиме электрохимического детандера,

В процессе сжатия рабочего тела в ячейке 10 в ее электродном блоке, включсцощем электролит 27 и электроды 25 и 26, вьщеляется тепло, которое через сетку 14 и стенку 15 сбрасьша- ется в отделение 4, повышая тем самы температуру воздуха в нем. В процес312

се расширения рабочего тела в ячейке 11 ее электродным блоком, включающим электролит 27 и электроды 25 и 26, поглощается тепло, которое через сетку 14 и стенку 15 забирается из от- деления 5, понижая температуру воздуха в нем. Изменением положения движка реостата 35 осуществляется изменение тепловой мощности устройства и плавное одновременное повьсшение в отделении 4 и понижении в отделении 5 температур воздуха.

При достижении наперед заданной температуры в одном из отделений, например в отделении 5 (холодном), для достижения заданной температуры в отделении 4 (горячем) необходимо перевести устройство во второй режим работы, т.е. осуществить дальнейшее повышение температуры в отделении 4 ячейкой 10, за счет отбора тепла из окружающей среды ячейкой 6. Для этого газовые вентили 18 - 21 находятся в положении, показанном пунктирной линией, выключатели 29 и 32 включены а выключатели 30, 31 и 33 выключены переключатель 36 полярности напряжения находится в положении а-а.

Ячейки 10 и 6 и теплообменник 7 теперь образуют замкнутый циркуля- ционный кортур. Ячейка 10 продолжает работать в компрессорном режиме, а ячейка 6 работает в детандерном режиме, забирая тепло из окружающей среды. Такое положение сохраняется до достижения необходимой температуры воздуха в отделении 4.

Таким образом достигаются заданные верхняя в отделении 4 и нижняя в отделении 5 температуры воздуха.

Для перемены температурных режимов в. отделениях 4 и 5 необходимо переключатель 36 полярности напряжения перевести в положение б-б и реализовать, например, режимы 4 и 5.

Изотермичность процессов расширения и сжатия рабочего тела в ячейках 6, 10 и 11, отсутствие движущихся частей при работе устройства в холодильном и теплонасосном режимах, вы- сокие холодильные и термотрансформаторные коэффициенты обусловливают возможность снижения в 2-5 раз велиВНИИПИ Заказ 650/10 Тираж 511 Подписное Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

И4

чины потребляемой электроз} ерг1 и при эксплуатации камеры по сравнению с существующими камерами Камера проста в эксплуатации, кo iпaктнa кз-за расположения участков обогрева и охлаждения вдоль торцовых стен.

Возможность ячеек 10 и 11 равномерно вьщелять или поглощать тепло по всей площади стенок 15 обеспечивает Изотермичность температур на гранях испытуемых образцов, что позволяет имитировать натуральные климатические условия, повышая тем самым-, качество результатов испытаний Камера проста в управленпи - позиционное переключение вентилей и выключателей обеспечивает универсальность ее работы. Кроме того, предлагаемая камера в отличие от известнг гх работает совершенно бесшумно.

Формула изобретения

Камера для теплотехнических таний образцов, содерясащая теплоизолированный корпусJ разделенный на два отделения центрально установленной между боковыми стенкам.и перегородкой с окном для испытываеьюго образца, устройства для охлаж,цения и обогрева указанных отделений, о т- ли чающаяся тем, что, с целью энергетических затрат и упрощения эксплуатации, камера снабжена установленными вне корпуса барогальванической ячейкой и регенеративным теплообменником, а устройства для обогрева и охлаждения выполнены в втаде барогальванических ячеек, полости т-шнего давления рабочего тела которых обращены к стенкам камеры, полости высокого давления заполнены теплопроводным сетчатым материалом и обращены в рабочий объем камеры, а стенки их выполнены из теп- лоп водного материала, при этом полости барогальванических ячеек с одинаковым давлением сообщены собой и с соответствующей полостью теплообменника трубопроводами с двз Х- позиционньми трехлинейными вентилями, установленными на входе и выходе из теплообменника

Изобретение относится к области теплотехнических испытаний образцов, например фрагментов ограждающих конструкций, и направлено на снижение энергетических затрат и повышение удобства эксплуатации. Камера содержит теплоизолированный корпус (К) 1, Л /7 J раздел центра выми с 3 для 8 и 9 ческие 13 выс которы камеры регене Полосы 10 и 1 ответс водами ными в окно 3 Т 7 об холодн жимы. ниях 4 ключат источн JZ ГЬт527 Ю В Vi-L Угг W 17 f I I I I . . /f/3 2Sffl7 fff разделенный на два отделения 4 и 5 центрально установленной между боковыми стенками перегородкой 2 с окном 3 для образца. Вдоль торцовых стенок 8 и 9 К 1 установлены барогал.ьвани- ческие ячейки (БЯ) 10 и 11, полости 13 высокого давления рабочего тела которых обращены в рабочий объем камеры. Вне К 1 установлены БЯ 6 и регенеративный теплообменник (Т) 7. Полосы с одинаковым давлением БЯ 6, 10 и 11 сообщены между собой и с соответствующей полостью Т 7 трубопроводами с двухпозиционными трехлинейными вентилями. Образец помещают в окно 3 и посредством БЯ 6, 10, 11 и Т 7 обеспечивают в отделениях 4, 5 холодный и теплый температурные режимы. Для перемены режимов в отделениях 4 и 5 изменяют положение переключателя 36 полярности напряжения источника 28 постоянного тока. &н .5 («ял Ю Ю N«