Стенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность Советский патент 1988 года по МПК G01N25/08 

1

Изобретение относится к технической физике, в частности к устройствам, предназначенным для исследования теплообмена и гидродинамики при конденсаций паров различных жидкостей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стенда и повышение точности измерений путем установки паропровода с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участка и фиксации в заданном положении, снабжения его на конце сменным соплом, выполнения рабочего участка в виде диска, имеющего со стороны противоположной сопловому аппарату, систему Концентрических теплоизолированных друг от друга каналов, каждьй из которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством - к магистрали отвода охлаждающей воды, и размещения корпуса с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, параллельной плоскости диска.

На фиг. 1 представлена схема стенда для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2.

Стенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность содержит герметичный корпус 1 со смотровыми окнами 2 и паропроводом 3, размещенный в нем рабочий участок 4, соеди- ненньш с магистралями подвода 5 и отвода 6 охлаждающей воды. Стенд снабжен сменным сопловым аппаратом 7 установленным на конце паропровода 3, который размещен внутри герметичного корпуса 1 с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участка 4 и фиксации в заданном положении. Фиксатор может быть выполнен в виде винта размещенного во втулке, заключающей в себя паропровод 3. Рабочий участок выполнен в виде диска 8, снабженного со стороныу противоположной сопловом аппарату 7, системой концентричных каналов 9. Диск 8 выполнен из высокотеплопроводного материала малой толщины, например, из медной фольги, а сам рабочий участок и стенки канало

, , у

10

1Г

20

3669272

9 - из малотеплопроводного материала, например из текстолита. Каналы 9 теп-, лоизолированы друг от друга. Каждый канал имеет поперечную перегородку и снабжен отверстиями 10, выполненными в теле рабочего участка 4 и расположенными по обоим сторонам перегородки 11. Одно из каждой пары отверстий 10 подключено к магистрали 5 подвода охлаждающей воды, а другое при помощи трубопроводов 12. снабженных мерными устройствами 13 и вентилями .14, - к магистрали 6 отвода охлаждаю щей воды. Паропровод 3 заключен во втулку 15. прикрепленную фланцем к, корпусу 1 и снабженную уплотнением 16. В части паропровода 3, размещенной снаружи герметичного корпуса 1, установлен пароперегреватель 17, питаемый от электросети через реостат 18. Контроль мощности нагрева осуществляется с помощью ваттметра 19. Корпус 1 крепится к стойке 20 с по25 мощью горизонтальной оси 21 и имеет возможность поворота вокруг этой оси. Дорпус 1 снабжен также сборником 22 конденсата, размещенным в его нижней части и имеющим сливные патрубки 23.

30 Стенд снабзкеЬ системой измерения температур, выполненной на -основе термопар 24-26, подключенных к прибору (не показан). С помощью термопар осуществляется замер температуры

3g пара перед сопловым аппаратом 7, температуры в полости герметичного корпуса 1, перепад температур охлаждающей .воды (на участке до и после каналов 9) и температуры внутренней

40 поверхности диска 8.

Стенд работает следующим образом. Перед запуском, сопловьй аппарат 7 устанавливают путем смещения паропровода 3 на требуемом расстоянии от

45 диска 8. После этого паропровод 3 фиксируют в заданном положении. Кроме того, поворотом на горизонтальной оси 21 стенд может быть сориентирован в пространстве так, что плоскость диска 8 будет наклонена под любым углом к горизонту. Затем пар подается в паропровод 3 и оттуда поступает в сопловый аппарат 7. Предварительно пар может быть подогрет с помощью пароперегревателя 17, Пар истекает из соплового аппарата 7 и натекает на диск 8 рабочего участка 4, где конденсируется и истекает в сборник 22 конденс.ата. Диск 8 с противополож50

5S

ной стороны охлаждается водой, подводимой через магистрали 5 к отверстиям 10 каналов 9. Из них нагретая вода выводится по трубопроводам 12 в .мерные устройства 13, а оттуда - в магистраль 6 отвода охлаждающей воды. Наличие мерных устройств 13 позволяет определить расход охлаждающей воды в каждом из каналов 9. Одновременно с помощью термопар 24, установленных в магистралях 5 подвода охлаждающей воды и в трубопроводах 12, определяется разность температур охлаждающей воды на входе и выходе из рабочего .участка, что в совокупности с замером расхода дает количество тепла, отводимого от соответствующего кольцевого участка диска 8, а также от всего диска в целом. Термопары ,26, укрепленные на внутренней поверхности диска 8, за счет малой толщины последнего и высокой теплопроводности материала показывают практически температуру наружной поверхности диска, которая может служить для вычисления коэффициента теплоотдачи при конденсации. При необходимости применения диска с большей толщиной перепад температур между его поверхностями может быть учтен по известным зависимостям курса теплопередачи. Расход пара может быть опр еделен по количеству конденсата, собранного в конденсатосбор-

Предлагаемое выполнение стенда для исследования теплообмена при струйном натекании-пара на охлаждаемую поверхность позволяет получить зависимость характеристик процесса теплообмена от расстояния среза соплового аппарата до поверхности теплообмена, диаметра сопла и других параметров. При этом конструкция рабочего .участка позволяет определить коэффициенты теплоотдачи не только в целом для всей поверхности теплообмена, но и для ее отдельных участков, находящихся на разном расстоянии от центра диска.

Формула изобретения

Стенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность, включающий герметичный корпус со смотровыми окнами и паропроводом, размещенный в

нем рабочий участок, соединенный с магистралями подвода и отвода охлаждающей воды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и змерений и расширения функциональных

возможностей, паропровод установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участка и фиксации в заданном положении, снабжен размещенным на его

Изобретение относится к технической физике, в.частности к устройствам для исследования процесса конденсации. Цель изобретейия - расширение функциональных возможностей. Установка для исследования теплообмена при струйном натекании пара на .охлаждаемую поверхность содержит герметичный корпус со смотровыми окнами и паропроводом. Внутри корпуса размещен рабочий участок в виде диска. На конце паропровода установлен сменный сопловый аппарат с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно диска, снабженного со стороны, противоположной сопловому аппарату, системой концентрических каналов, каждый из которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством, - к магистрали отвода. Корпус размещен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. Сопловый аппарат устанавливают иа заданном расстоянии от диска. Пар натекает на плоскость диска, конденсируется и стекает в сборник конденсата. Диск охлаждается водой, циркулирующей в его каналах. Расход воды замеряется мерными устройствами. Одновременно термопарами замеряется температура охлаждающей воды на входе и выходе, температура пара перед сопловым аппаратом и внутри установки. 3 ил. а S (Л

нике 22, для чего конденсат сливается g конце сменным соплом, а рабочий учас- через один из патрубков 23 в мерное ток выполнен в виде диска, имеющего устройство (не показано). С помощью со стороны, противоположной соплово- термопар 25 замеряется температура па- му аппарату, систему концентричных ра перед сопловым аппаратом и внутри герметичного корпуса 1. Кроме того, стенд может быть оснащен приемниками полного и статического давления для

теплоизолированных друг от друга 40 каналов, каждьм из которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством

измерения скорости пара. После проведения цикла измерений с одним расстоянием от среза соплового аппарата паропровод 3 устанавливают в другом требуемом положении и дамеры повторяют .

g конце сменным соплом, а рабочий учас- ток выполнен в виде диска, имеющего со стороны, противоположной соплово- му аппарату, систему концентричных

теплоизолированных друг от друга 40 каналов, каждьм из которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством

трубопровода, снабженного мерньгм устройством - к магистрали отвода ох- 45 лаждающей воды, а корпус размещен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, параллельной плоскос ти диска.

«

i

19

////////////////7///7/

Фиг./

Фаг

Фа&З