Устройство для определения коэффициента теплообмена

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООБМЕНА при движении криогенного теплоносителя в каналах в поле центробежных сил, содержащее криостатированный статор, к крышке которого соосно с ним подвешен разъемный полый ротор, в вакуумированной полости которого установлены окруженные экранами измерительные каналы с датчиками температуры и нагревателями и системы ввода криогенного теплоносителя в измерительные каналы и вывода его к расходомеру, расположенные на оси статора, о т л и ч- a ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его при длительной работе в условиях низких температур, система ввода криогенного теплоноси/теля в каналы ротора выполнена в виде емкости для криогенного теплоносителя , находящейся в статоре и сообщаквцейся с измерительными каналами через двустенную полую трубку ротора, g зазор меаду стенками которой соединен с вакуумированной полостью ротора , a система вывода теплоносителя выполнена в виде двустенной полой трубки, проходящей через крышку статора , и через переходник вне зоны статора соединена с расходомером. Ю О1 ел кэ сд

СОКИ СОВЕТСНИХ

Ц НДРН

РЕСПУБЛИН

3(59 С. 01 М 25 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 36 12870/24-25 (22) 30.06.83 (46) 23.11.84. Бкл. k . 43 (72) В.М.Жуков, С„Б.Анисимов и П.А.Горшенин (71) Институт высоких температур АН

СССР (53) 536 .6(088 .8) (56) 1. Борисенко А.И., Потоцкий В.И., Яковлев А.И. Теплоотдача в осевых каналах ротора электрической машины.—

"Электротехника", 1973, У 5, с.29-32.

2. Авторское свидетельство СССР

9 670864, кл. G 01 И 25/00, 19?6. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООБМЕНА при движении криогенного теплоносителя в каналах в поле центробежных сил, содержащее криостатированный статор, к крышке которого соосно с ним подвешен разьемный полый ротор, в вакуумированной полости которого установлены окружен„Я0„„112бб25 А ные экранами измерительные каналы с датчиками температуры и нагревателями и системы ввода криогенного теплоносителя в измерительные каналы и вывода его к расходомеру, расположенные на оси статора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его при длительной работе в условиях низких температур, система ввода криогенного теплоноси,теля в каналы ротора выполнена в виде емкости для криогенного теплоносителя, находящейся в статоре и сообщающейся с измерительными каналами через двустенную полую трубку ротора, зазор между стенками которой соединен с вакуумированной полостью ротора, .а система вывода теплоносителя выполнена в виде двустенной полой трубки, проходящей через крышку статора, и через переходник вне зоны статора соединена с расходомером. полости которого установлены окруженные экранами измерительные каналы с датчиками температуры и нагревателями и системы ввода криогенного теплоносителя н измерктелькые каналы и вывода его к расходомеру, расположенные ка оси статора, система ввода криогенного теплоносителя н каналы ротора выполнена н вице емкости для криогенного теплоносителя, находящейся н статоре и сообщающейся с кзмерктельHbMH каналамк через днустеккую полую трубку ротора, зазор между стенками которой соединен с накууьп ронанкой полостью ротора, а система вывода теплоносителя выполнена в виде днустекной полой трубки, проходящей че— рез крьппку còàòàðà, к через переходник нне зоны статора соединен;. с расходомером.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство содержит кркостаткрованный статор 1, снабженный азотными бачками для отсечения теллопритокон из зоны комнатных температур к исследуемому криогекному теплоносктелю, и полый разъемный ротор 2, нижняя часть нала которого представляет собой днустенную полую трубку 3, логру1,1 (255>

Изобретение относится к теплофизи-" ческим исследовательским установкам„ в частности к установкам, предназначенным для исследования теплообмена при движении криогенного теплоносителя во вращающемся канал . Реэуль5 таты исследований могут бь ть использованы в электротехнической промьпп ленности для повьппения надежности системы охлаждения роторов электрических машин со сверхпроводящей обмоткой.

Известно устройство для определения коэффициента теплообмена при вынужденном движении теплоносителя, 15 содержащее статор к ротор с расположенными в нем каналами для протока исследуемого теплоносителя и узлов подвода и нывода теплоносителя из ротора (I j.

2С

Устройство позволяет исследовать теплообмен при вынужденном движении некриогекных теплоносителей но вращающемся канале, но не предназначено для исследования теплообмена криогенных жицкостей из-за отсутствия специальной криогенной теплоизоляции.

В криогенном устройстве требуется тщательная тепловая изоляция всех криогенных частей от окружающей среды и теплых частей устройства. Криогенная изоляция качественно отлична от обычной, что приводит к существенному отличию криогенного устройства от известных "теплых" устройств.

Наиболее близким к предлагаемому 35 является устройство для определения коэффициента теплообмена при движении криогенных жидкостей или газов н каналах в поле центробежных сил, содержащее криостатированный статор, ®б к крышке которого соосно с ним подвешен разъемный полый ротор> в вакуумировакной полости которого установлены окруженные экранами измерительные каналы с датчиками температуры и 45 нагревателями и системы ввода криогенного теплоносителя в измерительные каналы и вывода его к расходомеру, расположенные на оси статора (2 .

Однако ввод криогенного теплоно- 5О сителя осуществляется с помощью специального устройства ввода и уплотнений, работающего при низких температурах, что создает дополнительные источники теплопритока к криогенному 55 теплоносителю Кроме того, вследствие малой надежности работы уплотнений при кизких температурах появляется

5 2 воэможность подсоса воздуха в линию вывода теплоносителя, связывающую измерительные каналы с расходомером, что принодкт к ошибкам в измерении расхода криогенного теплоносителя.

Для снятия теллопрктока, идущего по измерительным цепям из зоны комнатных температур к датчикам экспериментальных каналов, этк цепи приходят через пространство, заполненное ныходяшкмк кз раздаточного коллектора кизкотемпературнымк парами кркогекного теплоносителя. При ом герморазьем вывода измерительных цепей контактирует с низкотемпературными парами, что снижает надежность н работе вследствие возникающих больших термических напряжений.

Цель изобретения — повышение кадежкостк определения при цлительной работе в условиях низких температур.

Поставленная цель достигается тем, что н устройстве для определения коэффициента теплообмена при движении криогенного теплоносителя н каналах н голе центробежных сил, содержащем криостатиронакный статор, к крышке которого соосно с ким подвешен разъемиый польп ротор, н накуумиронаккой женную в емкость статора с криогенным теплоносителем. В средней части ротора расположены измерительные каналы

4, окруженные тепловыми экранами 5 и связанные с осью ротора опорными тягами 6. Ва наружной поверхности измерительных каналов размещены датчики 7 температуры и нагреватель 8.

Измерительные каналы помещены в вакуумированную полость 9, на верхнем торце которой расположен теплообменник 10 с намотанньпии на него проводами измерительных цепей, идущих от гермораэъема 11 к датчикам из..;ерительных каналов. Теплообменник служит для снятия теплопритока, идуцего по измерительным цепям из зоны комнатных температур к датчикам измерительных каналов. Верхняя : асть ротора выполнена в виде двустенной полой трубки, проходящей через крышку статора 12, и на н=й вне зоны статора расположены переходник 13, вакуумный вентиль 14 и шкив 15. Через крышку статора проходит трубка 16 заполнения криогенной жидкостью емкости статора.

Устройство работает следующим образом.

С помощью клиноременной передачи через шкив 15 вращение передается от

25525 4 двигателя ротору 2 устройства. Под действием разряжения, создаваемого насосом в линии расходомера, криогенный теплоноситель из емкости криостатированного статора 1 поступает в двустенную полую трубку нижней части вала ротора 3 и измеритель" ные каналы 4, затем проходит в теплообменник 10, охлаждая намотанные

10 на него провода измерительных цепей, и через зазор между стенками полой трубки верхней части ротора и переходник 13 выводится, в линию расходомера.

Перед началом работы полость 9 вакуумируется и заглушается с помощью вакуумного вентиля 14. В ходе эксперимента по мере расходования .криогенного теплоносителя из емкости криостатированного статора 1 его количество пополняется иэ сосуда Дьюара через трубку 16 заполнения.

Применение предлагаемого -устройства позволит уменьшить теплопритоки к криогенному теплоносителю, устранить

25 возможность подсоса воздуха в линию вывода теплоносителя и появление ошибок в измерении его расхода, улучшить условия работы герморазъема и охладить провода измерительных цепей, идущие к датчикам измерительных каналов. li25525

Составитель В.Гусева

Редактор А.Мотыль Техред С,Мигунова Корректор,H,Эрдейи

Закаэ 8531/32 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретенкй и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул .Проектная, 4