Струйный переохладитель криогенной жидкости Советский патент 1987 года по МПК F25B19/02 

Изобретение относится к криогенной технике, а конкретнее - к устройствам для переохлаждения криогенных жидкостей.

Цель изобретения - повышение экономичности путем использования динамического напора струи криогенной жидкости.

На чертеже представлена схема струйной установки.

Установка содержит сенаратор 1, цилиндрическая поверхность которого является сепарирующей поверхностью. Тангенциально к сепаратору установлены конфузорно-диф- фузорное сопло 2 и патрубок 3 отвода пара. Внутри сепаратора 1 соосно расположен полый вал 4, к которому присоединен приемный диффузор 5 с входным торцом 6, образованным верхней и нижней кромками 7 и 8. Полость вала 4 соединена с выходом диффузора 5, внутри которого установлена трубка Пито-Прандтля 9 с дифференциальным манометром 10, электрически связанным через блок 11 управления с приводом 12 полого вала 4.

Установка работает следующим образом.

Криогенную жидкость, например после насоса, подают на вход конфузорно-диффузор- ного сопла 2, в котором жидкость разго- }1яется до вскипания с последующим разгоном двухфазного потока до сверхкритической скорости. Жидкостная составляющая потока при этом охлаждается. После сопла 2 поток подают на сепаратор 1, где происходит разделение фаз. Пар отводят через патрубок 3, а охлажденная жидкость поступает через входной торец 6 в приемный диффузор 5, который предварительно перемещают вдоль сепарирующей поверхности (в ту и другую сторону) до нахождения максимума динамического давления, фиксируемого трубкой Пито-Прандтля 9.

В зависимости от значений режимных параметров (входной температуры, расхода, степени переохлаждения) меняются скорость, объемное содержание и размер капель, т.е. параметры, определяющие процесс формирования отсепарированного слоя жидкости.

0

5

0

5

0

5

0

Указанный процесс сопровождается удалением паровых включений и гидравлическими потерями. Первый из указанных факторов ведет к утонению слоя, второй - к утолщению. Поэтому при достаточной длине сепарирующей поверхности всегда существует сечение с минимальной толщиной отсепарированного слоя, причем продольная его координата определяется зависящей от режимных параметров интенсивностью этих процессов.

Удаление сечения от приемного торца 6 приводит к уменьщению скорости потока в связи с увеличением его толщины при сохранении давления на свободной поверхности. Это приводит к снижению динамического напора, что фиксируется трубкой Пито- Прандтля 9 с дифференциальным манометром 10. При недостаточной длине сепарирующей поверхности в захватную щель входит поток с высоким паросодержанием. Конценсация паровых включений при торможении потока в диффузоре 5 ведет к прогреву жидкости. Вследствие малой плотности потока также фиксируется уменьщение динамического напора. Сигнал с дифференциального .манометра 10 поступает в блок 11 управления, включающий привод 12 полого вала 4, который перемещает приемный диффузор 5 (в ту и другую сторону) до нахождения экстремума.

Формула изобретения

Струйный переохладитель криогенной жидкости, содержащий сепаратор с криволинейной сепарирующей поверхностью, разгонное конфузорно-диффузорное сопло, патрубок отвода пара и диффузор отбора жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, диффузор установлен подвижно внутри сепаратора с возможностью скольжения его входного торца по сепарирующей поверхности и снабжен приемной трубкой дифференциального манометра, размещенной внутри диффузора.

изобретен 1К относится к крио ciiiioii го.хиикс . Це. И) инобрсп иияnotibiuifiiiie :1коно 1ичиости 1к-рео..т;1ДИГ1МЯ. Д. 1Я iToio ;и|ф4) -iop (Д) ) CTanon.ii4i иодвижио liiiyr )и сеиаратор; 1 с возможностью ско.тьжсиия ei o входного торна ио сс иа 1И п loiueii поверхности. Д 5 снабжен HJIHCMHOH трхбкон 9 ди(}1(|нч1енииа,тыи)|о маномет|1а И), ра:пк - Hic HHOH внутри Д. С)х.1ажденная жидкость ностунаег н приемный /I 5, которьм) предварите,и,но неремешают вдо.и, сенарир к)- 1ней HOEiepxHocTH .ю нахождения макеимхма динамичеекого дав.тення, (JTHKeujneMoro кой 9. Кондс неаиия паровых вк.1К)чени11 нри торможении иотока в Д 5 ведет к ирогре- ву ЖН.1КОС1И. Вс,тедсгвие Ma.ioii н.югносгн нотока также ({1икснр етея мен1)Н1енис .ти- намического напора. (д1гна, 1 с манометра И) носгунает в б.юк хнрав.тения, Korophiii вы- .тает еигна,, неремен1ак)|цн1 | /I 5 до нахож- .тения экстремума. 1 н.ч. S с/ С ОС ос ее -ОС о: со