Способ определения коэффициента перехода тепловой энергии парового взрыва в механическую Советский патент 1991 года по МПК G01N25/50 

ел

с

Изобретение относится к теплофизиче- ским исследованиям при взаимодействии расплавов с жидкостями, а именно к способам определения коэффициента перехода тепловой энергии парового взрыва в механическую. Цель изобретения - повышение точности и упрощение процесса определения -достигается размещением жидкости в канале, диаметр которого связан с массой расплава, и одновременным с регистрацией давления измерением глубины погружения расплава. С помощью зарегистированного профиля давления и глубины погружения рассчитывают коэффициент перехода.

Изобретение относится к теплофизиче- ским исследованиям при взаимодействии расплавленных материалов с жидкостями и может быть использовано в химической и металлургической промышленности и в ядерной энергетике.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса определения для расплавов с температурой выше температуры кипения жидкости.

Пример. Канал диаметром 97 мм заполняют нагретой до 60°С водой на высоту 1 м. В качестве реэкционноспособного вещества используют расплав висмута с температурой 750°С. По формуле

Гисп t Ср АТн

f

нед

Гпл + Ср р (Тгор Ткип)

m

.

где m - масса расплава: D - диаметр канала;

Ср°л - удельная теплоемкость воды.

Ср°р - удельная теплоемкость расплава висмута,

Гисп- удельная теплота испарения воды;

rnn удельная теплота плавления висмута;

р - плотность пара воды;

Prop - плотность расплава висмута;

А Тнед - степень недогрева жидкости (разность между температурой кипения и начальной, равной в данном случае 60°С);

Тгор - TjSn - начальный перегрев расплава висмута относительно температуры кипения воды,

определяют диапазон изменения массы расплава висмута при данном диаметре канала. В результате вычислений получают

5т m 5кг и выбирают массу расплава m 30 г.

о

СЛ

СА) GJ

С момента начала погружения регистрируют профиль давления в жидкости и глубину погружения. Паровой взрыв происходит на глубине Но 0.35 м. По диаграмме давления определяют значения давления в

последовательности экстремумов РГ1п,

и рассчитывают соответствующие им удельные объемы пара воды, используя известные зависимости от давления

V| (P|) О,

U; ГИСП/ЧР.)

где Q - количество тепла, затраченное на испарение, примерно равное энергии перегрева расплава;

у (Pi) - плотность пара воды при давлении PI.

Рассчитывают удельный объем воды V1 по формуле

.. So HQ

V где So - площадь сечения канала;

М - масса столба жидкости высотой Н0.

После этого определяют коэффициент перехода тепловой энергии взрыва в механическую ($ по формуле

V I Л V () - V11 (РГХ)1

который в данном случае оказывается равным 0,015, т.е. только 1,5% тепловой энергии переходит в механическую.

Формула изобретения Способ определения коэффициента перехода тепловой энергии парового взрыва в механическую при взрыве реакционноспо- собного вещества, погруженного под слой жидкости, заключающийся в непрерывной регистрации давления в жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса определения для расплавов с температурой выше температуры кипения жидкости, жидкость помещают в канале, при этом соотношение между массой расплава и диаметром канала выбирают из условия

чЗЛ„л Гисп +Ср° ДТи

0

5

0

5

0

5

°в

мед

Гпл + Ср (Тгор Ткип)

m

,

где m - масса расплава; D - диаметр канала:

Срол - удельная теплоемкость жидкости;

Срор - удельная теплоемкость расплава;

Гисп - удельная теплота испарения жидкости;

Гпл - удельная теплота плавления расплава;

ff плотность пара жидкости;

prop - плотность расплава;

АТнед - степень недогрева жидкости;

Тгор - TjSn - начальный подогрев расплава относительно температуры кипения жидкости,

регистрируют глубину погружения расплава, а искомую величину определяют из соотношения

Й; (

где V коэффициент перехода; Но - глубина погружения;

VI- удельный объем жидкой фазы;

VII- удельный объем паровой фазы; рракс ррин последовательность экстремумов давления при взрыве.