Стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников Советский патент 1992 года по МПК F28D15/00 

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к стендам для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно- жидкостного теплообменника.

Известен стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкост- ных теплообменников, состоящий из двух циркуляционных контуиов для тепло- и хла- доносителя, в последний из которых включен компрессор, конденсатор и испаритель, выполненный в виде двух параллельных соединенных теплообменников, и связанные с циркуляционными контурами два промежуточных контура, а также стенд содержит две термостатируемые емкости, в которых размещены теплообменники испарителя. Термостатируемые емкости подключены к одному из промежуточных контуров и к циркуляционному контуру для хладоносите- ля с образованием двух автономных контуров для трубного и межтрубного пространства испытуемого теплообменника.

Недостатками данного стенда являются: сложность пневмогидравлической схемы и большая инертность регулирования температуры хладо- и теплоносителя, т.к. для изменения температуры жидкости, поступающей в испытуемый теплообменник, необходимо изменить температуру всей жидкости, заправленной в термостатируемые емкости.

Известен стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников, содержащий основные контуры, в которые установлен испытуемый теплообменник, и промежуточные контуры для нагреваемой и охлаждаемой сред с расходными емкостями.

Известный стенд обладает следующими существенными недостатками: длительный

XI XI СО

Ј Со

00

период времени проведения испытания теплообменника при различных значениях температуры хладотеплоносителя. Увеличение времени испытания обусловлено тем, что для изменения температуры жидкости в основных контурах необходимо изменить температуру всей жидкости в промежуточных контурах; низкая точность поддержания температуры жидкости в основных контурах, т.к. для ее регулирования необходимо изменять температуру всей жидкости и промежуточных контурах, что увеличивает инертность всей системы.

Целью изобретения является упрощение конструкции, сокращение времени испытаний и повышение точности регулирования температуры.

Цель достигается тем, что в стенде для тепловых и гидравлических испытаний жид- костно-жидкостных теплообменников, содержащем основные контуры, в которые установлен испытуемый теплообменник, и промежуточные контуры для нагреваемой и охлаждаемой сред с расходными емкостями, основные контуры связаны с промежуточными- посредством перепускных клапанов, а расходные емкости основных и промежуточных контуров выполнены в виде сообщающихся сосудов.

На чертеже схематически представлен стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников.

Стенд содержит основные и промежуточные контуры циркуляции жидкости, В промежуточный контур хладоносителя включены емкость 1 со змеевиком 2 для подачи газообразного азота, насос 3, перепускные клапаны 4, 5, выходы а которых связаны с емкостью 1. Промежуточный контур теплоносителя состоит из емкости б с установленными в ней нагревателем 7, насоса 8 и двух перепускных клапанов 9, 10, выходами а соединенных с емкостью 6. Основные контуры тепло- и хладоносителей, в которые включены трубное и межтрубное пространства испытуемого теплообменника 11, взаимозаменяемые в работе, имеют одинаковое схемное решение и содержат соответственно емкости 12, 13, насосы ,14,15, расходомеры 16, 17, датчики 18-21 температуры, дифференциальные манометры 22,23. Емкости 12,13 основных контуров связаны с выходами б перепускных клапа- нов4,5,9,10, установленных в промежуточных контурах.

Все емкости 1, 6, 12, 13 основных и промежуточных контуров связаны гидравлически между собой трубопроводом 24 как сообщающиеся сосуды.

Причем сечение трубопровода 24 выбирается из расчета обеспечения одного уровня во всех емкостях при перекачивании жидкости из емкостей 1,6 в емкости 12, 13.

Стенд работает следующим образом.

При испытании трубного пространства испытуемого теплообменника 11 хладоносителя, а межтрубного пространства - теплоносителем работа осуществляется

следующим образом.

Стенд заправлен жидкостью и во всех емкостях основных и промежуточных конту- ров один уровень жидкости.

В змеевик 2 емкости 1 подается хладагент, например газообразный азот, который охлаждает рабочую жидкость в емкости 1 до температуры ниже требуемой для испытания теплообменника 11. При этом работает насос 3, прокачивая всю жидкость через выходы а перепускных клапанов 4,5 в емкость 1 и обеспечивая перемешивание жидкости в емкости. Нагреваемый в это время теплоноситель нагревателем 7 в емкости 6 прока- чивается насосом 8 через выходы а

перепускных клапанов 9, 10 в емкость 6.

Теплоноситель в емкости 6 перемешивается и нагревается до температуры, превышающей требуемую Для испытания теплообменника 11.

После достижения требуемой температуры в промежуточных контурах включаются насосы 14-.15 основных контуров и жидкость циркулирует через трубное и межтрубное пространство испытуемого теплообменника 11. По показаниям расходомеров 16,17 устанавливается требуемый расход, Для достижения требуемой температуры хладоносителя в емкости 12 перепускной клапан 5 по сигналу с блоком

управления (не показанного на чертеже) открывает клапан б и часть жидкости из емкости 1 перекачивается в емкость 12, В емкости 1 уровень жидкости понизится, а в емкости 12 повысится, т.к. емкости сообщены гидравлически трубопроводом 24, уровень жидкости в емкостях восстановится одинаковый. При этом температура жидкости в емкости 12 понизится. Открывая канал б перепускного клапана 5, добиваются требуемой температуры для испытания теплообменника 11. Аналогичные процессы проходят для достижения требуемой температуры теплоносителя в емкости 13. Блоком управления открывается канал б перепускного клапана 10 и проходит перераспределение жидкости из емкости 6 в емкость 13. После выхода на режим исследуемого теплообменника ведут замеры температуры с помощью датчиков 18-21 температуры и

гидравлического сопротивления по манометрам 22, 23.

Для испытания теплообменника при других значениях температуры хладо- и теплоносителя изменяют количество перераспределенной жидкости из емкостей 1,6 в емкости 12,13, управляя перепускными клапанами 4, 5, 9, 10.

Формула изобретения Стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников, содержащий основные конту0

ры, в которые установлен испытуемый теп- лообменник, и промежуточные контуры для нагреваемой и охлаждаемой сред с расходными емкостями, отличающийся тем что, с целью упрощения конструкции, сокращения времени испытаний и повышения точности регулирования температуры, основные контуры связаны с промежуточными посредством перепускных клапанов, а расходные емкости основных и промежуточных контуров выполнены в виде сообщающихся сосудов.

Использование: изобретение относится к стендам для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников. Сущность изобретения: стенд содержит основные контуры, в которые установлен испытуемый теплообменник, и промежуточные контуры для нагреваемой и охлаждаемой сред с расходными емкостями, связанные с основными контурами с помощью перепускных клапанов, а расходные емкости выполнены в виде сообщающихся сосудов. Использование перепускных клапанов позволяет оперативно регулировать температуру жидкости в основных контурах, не изменяя температуры жидкости в промежуточных контурах, 1 ил.