Способ исследования теплообмена в кипящем слое при стационарном режиме и устройство для его осуществления Советский патент 1962 года по МПК G01K17/02 

Известны способы исследования теплообмена в кипящем слое -при стационарном режиме и устройства для их осуществления (см., например, автореферат диосертационной работы Л. М. Мирзоевой «Исследование процесса теплоотдачи двухфазного потока-газ-твердое вещество-в вертикальной трубе, 1959 г., выполненный в Азербайджанском ордена Красного Знамени институте нефти и химии).

Недостатками данных способов и устройств являются необходимость наличия дополнительного нагревателя и низкая точность результатов исследований.

Предложенные способ и устройство лишены указанного недостатка. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве теплоносителя применены твердые частицы из электропроводного материала. Теплоноситель помещается в электромагнитном поле индуктора, сила тока в котором регулируется обычными способами. В устройстве для осуществления данного юпособа, с целью увеличения точности результатов исследований, применены цилиндрический реактор и малоинерционные термопары, которые размещаются в газовом потоке до и после теплоносителя.

На чертеже схематично изображено устройство, служащее для осуществления предложенного способа.

Согласно предложенному способу, непрерывное выделение тепла в объеме частиц, образующих «кипящий слой, происходит за счет вихревых токов высокочастотного магнитного поля.

Для индукционного нагрева частиц в «кипящем слое в качестве источника энергии применяется генератор с частотой 300-500 кгц. Частицы, образующие «кипящий слой, должны быть изготовлены из немагнитных материалов (медь, алюминий, графит). Применение ферромагнитных материалов для частиц исключено из-за большого силового воздействия магнитного поля на них.

№ 148553-2- .

Согласно данному способу может применяться весь диапазон размеров частиц, характерных для «кипящего слоя (от 200 мк до 5 мм).

При частоте магнитного поля 300-500 кгц для частиц указанных выше размеров обеспечивается нагрев за счет пов ерхностного эффекта (глубина проникновения магнитного потока меньше радиуса частиц) .

Предложенный способ исследования теплообмена заключается в применении индукционного нагрева для подвижного («ки1пяш,его) слоя неферромагнитных частиц, находяш,ихся в непрерывном движении. Теплообмен происходит в стационарных условиях и температура замеряется калориметрическим методом. Достоинствами этого способа являются возможность достижения высоких температур нагрева, большая скорость нагревания, широкая регулировка тепловыделений в «кипящем слое за счет изменения режима работы генератора и конструкции индуктора, определение коэффициента теплоотдачи но методу стационарного режиМа и более точные результаты исследования.

Устройство для осуществления предложенного способа представляет собой цилиндрический реактор /, изготовленный из асбоцемента или стекла с двойными стенками, между которыми откачан воздух. В нижней части реактора установлена решетка 2, на которую помещается засыпка 3.

Газ или жидкость подается нагнетателем 4 под решетку и образует «кипящий слой. Реактор устанавливается внутри индуктора 5- высокочастотного генератора. При включении магнитного ооля тепло, выделяемое в частицах, передается среде. Для получения коэффициента теплоотдачи от частиц к среде при стационарном процессе необходимо определять температуру частиц.

Для «кипящего слоя непосредственное измерение температуры частиц с ПОМОЩЬЮ термолар невозможно, поэтому в устройстве применен калориметрический метод. Сущность этого метода заключается в том, что после нагрева частиц до заданного предела и определения суммарного тепловОго потока от поверхности частиц к потоку газа или жидкости, генератор выключается и с помощью малоинерционных термопар 6, расположенных до и после «кипящего слоя, производится непрерывная запись изменения температур в процессе охлаждения «кипящего слоя на быстродействующем электронном потенциометре 7.

Предмет изобретения

1.Способ исследования теплообМена в кипящем слое при стационарном режиме, отличающийС я тем, что для исключения необходимОСти в дополнительном нагревателе, теплоноситель в виде твердых частиц электропроводного материала помещают в электромагнитном поле индуктора, величина тока в котором регулируется обычными способами.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что для увеличения точности результатов ИСследований в нем применены цилиндрический реактор и малоинерционные термопары, установленные в газовом потоке до и после теплоносителя.