Устройство для моделирования теплообмена в жидкометаллических системах охлаждения Советский патент 1976 года по МПК G01N25/00 

зить влияние на теплоотвод материала, толщины и расстояния рабочей стенки от охлалодающей поверхности, это устройство не может обеспечить выполнение поставленных задач. В этом случае возникает необходимость в изготовлении и использовании нескольких моделей.

Целью изобретения является расширение диапазона теплофизических исследований.

Для достижения поставленной цели меж ду рабочими емкостями, теплообменные стенки которых выполнены съемными, уста новлен соединительный патрубок Z-образной формы, посередине которого параллельно поверхности теплообмена расположен газовакуумный патрубок с конусной внутренней поверхностью, выполненной в отношении 1/1О-1/5 с уклоном в сторону соединительного патрубка, при этом изломы соед1шительного патрубка имеют угол 30-60 и своим внутренним краем выступают за поверхность тенлообменной стенки рабочих емкостей на величину, равную 2-3 диаметрам Z-образного патрубка. Любая из рабочих емкостей при определенном положении служит расширительной емкостью.

На фиг. 1 представлено устройство для моделирования теплообмена в жидкометаллических системах охлаждения,- на фиг. 2разрез по А-А на фиг. 1.

Теплообменные стенки 1,2 рабочей емкости 3 и стенки 4,5 - рабочей емкости 6 омываются жидкометаллическим теплоносителем 7. Рабочие емкости связаны между собой Ъ - образным патрубком 8. Посередине 7, -образного патрубка расположен газовакуумный патрубок 9. Этот патрубок через фланец 10 соединен с газовакуумной системой устройства. На одной из рабочих емкостей установлен заправочный патрубок 11 который при необходимости подключают к линии залравки ЖМТ. Трубы 12 и 13 служат для охлаждения рабочей емкости. Поворот модели осуществляют в подшипниках 14 и 15, С помощью сменных прокладок 16 устанавливают расстояние от теплообменных стенок до охлаждающих труб. Через фланец 10 в рабочие емкости пропущены термопары (на фиг. не показаны). При подготовке устройства к пуску рабочие емкости 3 и 6 и патрубок 8 покрывают слоем изоляции, оставив открытой лишь одну теплообменную стенку, на которой будут проводиться эксперименты.

Перед пуском устройства рабочие емкости 3 и 6, а также соединительный патрубок в вакуумируют через патрубок 9 и при верхнем положении емкости 3 заправляют теплоносителем 7 через патрубок 11. Затем в зависнмости от того, на какой рабочей

емкости будут проводить эксперименты, ЖМТ либо смывают в емкость 3, повернув ее в нижнее положение (уровень Г), либо оставляют модель в положении заправкн, когда теплоноситель 7 находится в емкости 6. Через патрубок 9 в устройство до необходимого давления подают аргон. В зависимости от эксперимента закрьшают съемными теплоизолирующими стенками (на чертеже не показаны) во ь плообменные стенки, кроме испытуе гой.

Далее осуществл5пот рабочий процесс.

Обогрев теплообменной стенки может производиться ацетилено-кислородной горелкой, электронной лампой, плазмотроном и т.д. При нагреве в положении уровня Г вертикальной стенки, например 1 или 2, избыточная часть теплоносителя поднимается по патрубку 8, находясь постоянно под давлением аргонной подушки. После эксперимента ЖМТ, охлаждаясь, возвращается в емкость.

При нагреве горизонтальной стенки 1 или 2 в положении уровня избыток ЖМТ сливается через край излома и скапливается в нижней части второго излома Z -образного соединительного патрубка 8. При этом обеспечивается постоянное обеих стенок теплоносителем. Для слива металла в емкость 3 после эксперимента ее этводят на уровень Г.

При нагреве горизонталкиой стенки 1 или 2 в положении уровня (|1избыток жидкого металла повышает уровень в патрубке 8, и тем самым обеспечивает посто5шное смачивание обеих теплообменных стенок рабочей емкости 3. При остывании жидкий металл приходит в исходное положение.

Охлаждающую воду подают в трубу 12 (или 13) через подводящие резиновые шланги (на чертеже не показаны).

При исследованиях теплообмена на устройстве с использованием рабочих стенок 4 и 5 емкость 6 аналогичным образсм ставят последовательно в необходимое положение в зависимости от эксперимента.

Для изменения расстояния между рабочими стенками 1,2,4,5 и трубами 12 и 13 используют сменные прокладки 16 различной толщины. Исследование можно проводить в любых промежуточных положениях рабочей емкости в интервале урсязней Ill - Г

Слив жидкого металла по окончании экспериментов производят через патрубок 11 в нижнем положении емкости 3.

Устройство позволяет прсеодить широкую серию теплофизических исследований, так как дает возможность изменять в эксперименте материал, толщину теплообменных стенок, расстояние от этгах стенок до охлаждающих