Тепломер Советский патент 1979 года по МПК G01K17/02 

Изобретение относится К теплоэнергетике, в частности к устройству калориметрических зондов, содержаниях теплоноситель и может быть использовано для измерения теплового потока.

Известны калориметрические зонды,- содержащие теплоприемную камеру с входом и выходом жидкости, а также датчики расхода жидкости и ее подогрева .

Протяженные калориметрические зонды данного типа обладают значительным тепловым сопротивлением между входом и выходом жидкости, чем обусловлены повышенные утечки тепла в окружающую среду и следовательно влияние этой среды на результаты измерений. Имеются ошибки, связанные с градукровкой датчика расхода по расходу однофазного жидкого теплоносителя с помощью метрологических установок в условиях, отличных от условий измерений. Наличие датчиков подогрева жидкости вносит дополнительную погрешность ири градуировке устройства. Процесс градуировки является довольно сложным.

Известно также устройство, включающее протяженную тепловую трубу, содержащую связанные каналами камеры испарения и

конденсации , нагревател), проточный жидкостной холодильник, отделен ПИЙ газовым зазором от камеры конденса 1ии и снабженный датчиками расхода жидкости и ее подогрева 2.

Целью изобретения является пов1.1шение точности и упрощение процесса градуировки..

Эта цель достигается тем, что холодильник выполнен в виде испарительной камеры, а основной канал тепловой трубы имеет разветвления, между которыми установлен датчик расхода теплоносителя.

Стабилизация температуры камеры кон денсациитепловой трубы и измерение передаваемого теплового потока нетзосредствен, но по расходу теплоносителя в этой трубе исключает погрешности, связаннь1е с закипанием жидкости, и проводит градуироЬку устройства по выделяемому в нагревателе тепловому потоку в условиях, максимально приближенных к условяям измерения, на0пример при высоких температурах и тепловых потоках.

На фиг. изображен тепломер, продольный разрез; на фиг. 2-4 - разрезы А-А, Б-Б и В-В соответственно для показа расположения каг йллярио-п ; истой, структуры в корпусе тепломера.:; Тепловая труба тепломера имеет герметичный корпус, состоящий из камеры 1 испарения,и соединенной с ней каналом 2 камеры 3 конденсации. Корпут содержит впутри капиллярно-нористую структуру в виде покрытия 4 камер 1 и 3, связанных каналами 5; выполненными из сетки и проходя-щими через каналы 6 корпуса,; которые ответвляются от основного канала 2. Капиллярно-пористое покрытие 4 и каналы 5 проТГйтаны жидким теплоносителем, а осталь йая часть корпуса откачана от неконденсируюп ихся газов и заполнена паровой фазой этого же теплоносителя. Теплоприемная стенка 7 корпуса снабже, на нагревателем 8, а канал 2 - датчиком 9 расх07Га теплоносителя, например датчиком теплового типа. Выбор типа датчика 9 зависит от вида теплоносителя, используемого в устройстве. Для измерения расхода в по;-.токах среды, обладающей достаточной электропроводностью, можно использовать дат чйКи расходомеров электромагнитного типа, а Sпйтоках жидких металлов - индукционного типа, при этом датчик может быть расположен как внутри, так и снаружи канала. Камера конденсации 3 снабжена теплоотводящими ребрами 10 и заключена в испарительную камеру 11, заполненную вспомогательным теплбносйтелем и содержащую .нагреватель 12 для поддёржаНия режима пузкгрчатого кипения во вспомогательном теплоносителе. Для сведения тепловых утечек во внешнюю среду к минимальной величине устройство огделено от этой среды теплоизолирующим слоем 13. Тепломер работает следующим образом. Измеряемый тепловой поток Рх передает С:йг чёрёз вводимую в зону изм.ерёния теплбприемную стенку 7 к пропитанному жидким теплоносителем покрытию 4 камеры испарения 1. При этом жидкость испаряется, пбТЛбщая эне:ргию, равную скрытой теплоте парообразования. При возрастании температуры в камере 1 увеличивается давление насыщенного пара в ней, а так как камера конденсации 3 HMeef меньшую тем пёратуруГмёЖДу этймйг камерами возникает перепад давлений, под действием которого пар Перетекает по каналу 2 в камеру конденсации 3. На внутренней поверхности камеры 3 пар конденсируется, высвобождая тёпЛбвую энергию, которая передается с помощью ребер 10 кипящему вспомогательному теплоносителю в испарительной камере 11, вызывая дополнительное испйрение теплоносителя. Под действием капиллярных СИЛ кондёНСат вбзвращаётся по кйналам 5 в камеру 1 и распределяется по покрытию 4. Таким образом образуется замкнутый поток теплоносителя в корпусе. Если неизвестный тепловой поток Рх недостаточен для организации оптимальной циркуляции теплоносителя в корпусе, в нагревателе 8 дополнительно выделяется известный тепловой поток РО , который также отводитсд Е испарительную камеру 11 но пути иаименьщего теплового сопротивления, Датчик 9 расхода вырабатывает сигнал, зависящий от р асхода пара через канал 2 и от cyiyiMapHoro теплового потока Р, передаваемого через этот канал. По показаниям в стационарном режиме регистрирующей аппаратуры (на чертеже не показано), отградуированной с помощью нагревателя 8 в оптимальной области работы описываемого Тепломера определяют тепловой поток Р и, зная поток РО , - неизвестный тепловой поток Рх из равенства Рх Р - Р, Предлагаемьш тепломер упрощает про-, цесс градуировки и уменьщает ее погрещность, что важно при эксплуатации тепломера в сложных влияющих на градуировку условиях,напримерна ядерных энергетических установках. Формула изобретения Тепломер, содержащий связанные каналами камеры испарения и конденсации тепловой трубы, нагреватель, холодильник, датчик расхода теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса градуировки, холодильник выполнен в виде испарительной камеры, а основной канал тепловой трубы имеет разветвления, между которыми,установлен датчик расхода теплоносителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии № 1271239, кл. G 1 D, 1972. . 2.Сб. «Тепловые трубы. Под ред. Э. Э. Шпильрайна. М., Мир, 1972, с. 281

661274

10

А-А

иг.-г

3

W

Фи-г.2