Установка для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое диссоциирующего теплоносителя Советский патент 1982 года по МПК G01N25/20 

Изобретение относится к теплообмену, а именно к установкам для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое.

Известна установка для изучения теплообмена в теплоносителе на основе четырехокиси азота lj.

Недостатком данной установки является невозможность изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое.

Наиболее близкой к изобретению является установка для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном сло, включающая емкость подготовки пара, экспериментальный участок, трубопровод, соединяющий емкость подготовки пара с экспериментальным участком L2J.

Однако в известной установке не предусматривается возврат конденсата в парогенератор, а сдувка неконденсируемых газов осуществляется в атмосферу.

При нагревании четьфехокись азота диссоциирует по схеме

2NO -ь О,

;± 2NO,

N-,0

-л Ч tj 11 / «

При прохождении горячего пара теплоносителя на основе N404 через слой

холодных жидких окислов происходит их резкое охлаждение и состав раЕновесной смеси остается заморожены. , , Окись азота (N0) растворяется в жидкой фазе гораздо лучше кислорода, и поэтому жидкая фаза оказывается обогащенной N0, а газовая - О,.

Наличие избыточной окиси азота в изменяет его теплофизические и физико-химические свойства, поэтому при проведении экспериментальных работ с КзРд предъявляются требования к постоянству состава исходных продуктов .

При использовании известной схемы установки для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое N2.04. необходимо использовать нейтрализатор на линии сдувки неконденси20руемых Газов, так как окислы азота токсичны, а конструкция схемы не позволяет регенерировать жидкие окислы непосредственно в самой установке,

Целью изобретения является обес25печение возможности регенерации теплоносителя непосредственно в установке.

Указанная цель достигается тем, что установка, содержащая емкость подготовки пара, экспериментальный участок и трубопровод, соединяющий емкость подготовки пара с экспериментальным участком, дополнительно содержит сирьевую емкость с нагревателем, которая сообщается трубопроводами с установленными на них вентилями одним - с верхней частью экспериментального участка, а другим - с трубопроводом, соединякхдим емкость подготовки пара с экспериментальным участком, причем емкость подготовки пара оснащена холодильни ком. На чертеже приведена принципиаль ная схема предлагаемой установки. Установка содержит сырьевую емкость 1 с нагревателем 2, емкость 3 подготовки пара с нагревателем 4 и холодильником 5, экспериментальный участок б, -паровую линию 7 с запорным вентилем В4, жидкостную ЛИ ВИЮ 8 с вентилем В1, трубопровод 9, соединяющий емкость 3 подготовки пара с экспериментальньлм участком 6, и расположенные на нем запорные вентили В2 и ,В1. Установка работает следующим образом. По достижении нужных параметров в емкости 3 подготовки пара пар теп лоносителя Сзаданным расходом пода ется в экспериментальный участок 6 по трубопроводу 9 через вентили 82и ВЗ, где в динамическом двухфаз ном слое происходит его охлаждение и конденсация. Несконденсированный пар, обогащенный 0., и жидкая N3,04 .обогащенна N0, скапливается в экспериментально участке 6. Емкость 3 подготовки охлаждается при помощи холодильника 5 до температуры ниже и в ней, за счет конденсации оставшегося пара, созда ется разряжение (температура кипени при давлении 0,1 МПа равняется ) . После этого через вентили 83и В2 в нее поступают жидкие окйс лы и пары теплоносителя из экспериментального участка 6. Обогащенный кислородом пар теплоносителя, остав шийся в паровом пространстве экспер ментального участка б, вьщувается паром чистого теплоносителя из сырьевой емкости 1 через трубопрово 7 и 9 и вентили В4, ВЗ и В2 в емкость 3 подготовки пара. После окончания продувки экспериментального участка 6 холодильник 5 отключается, вся арматура перекрывается, а жидкий теплоноситель в емкости 3 подготовки пара нагревается нагревателем 4 до полного испарения, В паровой фазе в емкости 3 подготовки пара превосходит рекомбинация N0 и 0, до равновесного состава 2NO + 0.j :;22NO,5jN,,0 Предлагаемая установка обеспечивает регенерацию отработанного теплоносителя, а также позволяет выполнить установку герметичной, что гарантирует изоляцию окружающей среды от токсичных окислов азота. Формула изобретения Установка для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое диссодиируюцего теплоносителя, содержащая емкость подготовки пара, экспериментальный участок и трубопровод, соединяквдий емкость подготовки пара с экспериментальным участком, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения регенерации теплоносителя непосредственно в установке, она дополнительно снабжена сырьевой емкостью с нагревателем, которая сообщается трубопроводами с установленными на них вентилями: одним - с верхней частью экспериментального участка, а другим - с трубопроводом, соединяющим емкость подготовки пара с экспериментальным участком, причем емкость подготовки пара снабжена холодильником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Петухов Т,Д, и др. Установку высокого давления на диссоциирующей четырехокиси азота N3.04. - В сб, j Диссоциирующие газы как теплоносители и рабочее тело энергетических установок, Минск, изд-во АН БССР, 1977, ч, 3, с, 64-67, 2,Хозе А,В,, Захаров А,Е. Объемный коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара в-проточном динамическом двухфазном слое, АН СССР, 1977, 2, вып, 2, с, 30-33 (прототип),