Гидродинамическая ударная труба Советский патент 1981 года по МПК G01M9/00 

(5) ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ УДАРНАЯ ТРУБА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изучении распространения быстропротекающих волновых процессов (ударных волн, волн разрежения и т.д. в жидкой или двухфазной среде. Известны гидродинамические ударные трубы, состоящие из двух камер. Эти трубы предназначены для исследования процесса распространения ударной волны в системе жидкость-пузырьки газа D. . Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является гидродинамическая ударная труба, содержащая разделенные диафраг мой камеры высокого и низкого давления, при этом камера низкого давления заполнена исследуемой смесью жидкость-пузырьки пара и снабжена расположенным с торца камеры низкого дав ления блоком подачи пара и нагревателем Г2. Однако в этой ударной трубе ударная волна создается за счет разрыва диафрагмы, отделяющей указанные камеры. Рабочий участок - камера низкого давления - представляет собой толстостенную трубу, поверх которой намотан охранный нагреватель для поддержания рабочей среды - жидкость-пу- . зырьки пара на линии насыщения. Пузырьки пара образуются при подаче последнего, получаемого в парогенераторе, через фильтр, расположенный в нижней части камеры низкого давления. Описанная камера низкого давления, в которой осуществляется барботаж пара через нагретую жидкость, не позволяет создавать равномерное распределение истинного объемного паросодержания по высоте барботера. Происходит следующее явление, за счет вынужденной конвекции жидкости, возникающей за счет обогрева, в барботере образуются две конвективные ячейки, расположенные одна над другой с противоположным направлением движения жидкостей в ячейках. Нижняя ячейка образуется за счет обогрева жидкости нагретым фильтром. Пар, подаваемый от парогенератора, имеет большую температуру, чем температура насыщения в рабочей смеси, так как он должен иметь большее давление для преодоления перепада давления в столбе жидкости и сог противления, оказываемого движению пара в фильтре. Жидкость в нижней ячейке движется вверх по центру камеры низкого давления, на определенной высоте поворачивается и движется вниз вдоль стенок камеры. Жидкость, нагретая у стенок барботера, движется вверх, у поверхности испарения поток поворачивается и течет по центру камеры низкого давления вниз. При этом жидкость охлаждается за счет интенсив-м

ного испарения со свободной границы.

Таким образом, в жидкости образуются два потока, направленные навстречу друг другу., На определенной высоте ПОТОКИ: встречаются и поворачивают обратно. Нижняя конвективная ячейка имеет более высокую температуру. При подаче пара по объему жидкости порядк 1 и менее описанная картина вынужденной конвекции жидкости не нарушается: в нижней конвективной ячейке образуется равномерное распределение истинного объемного паросодержания, но пузырьки, попадая в верхнюю конвективную ячейку, охлаждаются и конденсируются. При этом граница контакта ячеек постепенно разогревается, и жидкость в этой области вскипает, образуя большое количество всплывающих пузырей. Количество пузырей со временем постепенно уменьшается и пузыри совсем исчезают в верхней конвективной ячейке. Далее цикл повторяется.

Цель изобретения - повышение эффективности исследований за счет созДания равномерного распределения истинного объемного паросодержания в камере низкого давления. I

Поставленная цель достигается

.тем, что, в известной гидродинамической трубе, содержащей разделенные диафрагмой камеры высокого и низкого давления, при этом камера низкого давления заполнена исследуемой смесью жидкость-пузырьки пара и снабжена блоком подачи пара и нагревателем, расположенным с торца камеры низкого давления.

Нагреватель выполнен в виде трубки и установлен внутри камеры низкого давления по ее оси, при этом часть внешней поверхности гидродинамической ударной трубы покрыта теплоизоляцией.

На чертеже изображена гидродинамиче(кая ударная труба, общий вид. Ударная труба состоит из камер

высокого 1 и низкого 2 давлений. Между ними размещена диафрагма 3, которая при создании ударной волны разрывается. В нижней части камеры низкого давления 2 расположены блок А

для подачи пара, который создает пузырьки в жидкости 5, и нагреватель 6, который выполнен в виде трубки, установленной по оси камеры низкого давления 2. Внешняя поверхность трубы

ем 7.

Гидродинамическая ударная труба работает следующим образом.

Первоначально в камеру 2 низкого давления заливается жидкость и включается нагреватель 6, затем через бло k в жидкость подается пар. Далее между камерами высокого 1 и низкого 2 давлений устанавливают диафрагму 3 и в камере 1 давление повышается. При разрыве диафрагмы 3 по смеси жидкостьпар распространяется ударная волна, процесс распространения которой исследуется .

, Конструкция предлагаемой ударной трубы позволяет расширить функциональные возможности (обеспечение равномерного истинного объемного паросодержания по всей высоте барботажного слоя и одинаковых условий изучения волновых процессов в сравнении со случаем барботажа газа через жидкость); сократить время проведения и улучшить качество эксперимента, за счет чего повысить эффективность исследований.

Формула изобретения

Гидродинамическая ударная труба, содержащая разделенные диафрагмой камеры высокого и низкого давления, при этом камера низкого давления заполнена исследуемой смесью жидкостьпузырьки пара и снабжена блоком подачи пара и нагревателем, расположенным с о-орца камеры низкого давпения, отличающаяся тем, что. снабжена теплоизоляционным покрытис целью повышения эффективности исследований за счет создания равномер ного распределения истинного объемного паросодержания в камере низкого давления, нагреватель выполнен в виде трубки и установлен внутри камеры низкого давления по ее оси, при этом часть внешней поверхности гидродинамической ударной трубы покрыта тепло изоляцией. 64 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Campbell L.I., Pitcher A.L. Shock waves In a-liquid containing qas bubbles. Proe Poy. See., Lek. A vol. 243, IP 1235, 1958. 2.Сборник Теплофизические исследования, под редакцией Кутателадзе С.С., Новосибирск, 1977, с. (прототип).