Стенд для теплотехнических испытаний теплообменников

 

Изобретение позволяет снизить энергозатраты на проведение теплотехнических испытаний теплообменников (Т) на стенде и автоматизировать настройку температурного режима. Циркуляционный контур (К) 1 рабочей среды выполнен в виде последовательно связанных между собой расходного бака 2 и насоса 3, подключенных к соответствующему входу 4 и выходу 5 испытуемого Т 6 посредством запорно-регулирующих органов 7, 8. Рекуперативные Т 9, 10 установлены в К 1 на входе 4. Т 9 связан с К 11 теплоносителя, а Т 10 - с К 12 хладоносителя с подключенными к нему холодильным агрегатом 13 и испарителем 14. Т 9, 10 подключены запорно-регулирующими органами 24, 25 соответственно к насосу 3 параллельно друг другу, а также к байпасной гидролинии (Г) 22. Т 10 выполнен в виде корпуса 26 с установленным в нем змеевиком 27 К 1 и змеевиком испарителя 14 К 12, связанного с агрегатом 13 через Т 30. Г 22 выполнена в виде двух параллельных Г 35, 36. В Г 36 установлен электромагнитный клапан 37, связанный через регулятор 38 т-ры с датчиком 21 т-ры рабочей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

ÄÄSUÄÄ 1 077

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)э F 04 В 51/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А9ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО И ЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4472269/25-29 (22) 09.08. 88 (46) 30.11.90. Бюл. И- 44 (71) Специальное конструкторско-технологнческое бюро по криогенной технике с опытным производством физикотехнического института низких температур АН УССР (72) А.В.Борисенко, Н.Н.Бычихин и А. А, Капустяк (53) 621. 512 2 621 .565.94 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 606003,,кл. F 04 В 51/00, 1976. (54) СТЕНД ДЛЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИИ ТЕПЛООБИЕННИКОВ (57) Изобретение позволяет снизить энергозатраты на проведение технологических испитairrrA теплообменников (Т) на стенде и автоматизировать настройку температурного режима, Циркуляционный контур (К) 1 рабочей среды выполнен в виде последовательно

? связанных между собой расходного бака 2 и насоса 3, подключенных к соответствующему входу 4 и выходу 5 испытуемого Т 6 посредством запорно-регулирующих органов 7 и 8. Рекуперативные Т 9 и 10 установлены .в:К 1 на входе 4.. Т 9 связан с К 11 теплоносителя, а Т 10 - с К 12 хладоносителя с подключенными к нему холодильным агрегатом 13 и испарителем 14. Т 9 и 10 подключены запорно-регулирующими органами 24 и 25 .соответственно к насо-. су 3 параплельно друг другу, а также к байпасной гидролинии (Г) 22. Т 10. выполнен в-, виде корпуса 26 с установленным в нем змеевиком 27 К 1 и змее- и ваном нсоарнтаоя l4 К l2, связанного с агрегатом 13 через Т 30. Г 22 выполнена в виде двух параллельных Г 35 и.

36. В Г 36 установлен электромагнитный клапан 37, связанный через регулятор 38 т-ры с датчиком 21 т-ры ра- 2 бочей среды. 2 з,п.ф-лы, 1 ил..

16 10077

Изобретение относится к испытат льной технике, в частности к стендам для теплотехнических испытаний, и может быть использовано в компрессо — 5 построении и при исследовании тепло-: технических характеристик теплообменников поршневых машин.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на проведение испытаний и автоматиз ация настройки температурного режима.

На чертеже представлена схема предлагаемого стенда.

Стенд для теплотехнических испытаний теплообменников, например, поршневых машин содержит циркуляционный контур 1 рабочей среды, выполненный в виде связанных последовательно между собой расходного бака 2 и насоса 3, подключенных к соответствующему входу 4 и выходу 5 испытуемого теплообменника 6 посредством запорно-регулирующих органов 7 и 8, рекуперативные теплообменники 9 и 10, установ- 25 . ленные в циркуляционном контуре 1 на входе 4 в испытуемый теплообменник 6, один из которых (теплообменник 9) . связан с контуром 11 теплоносителя, а другой — с контуром 12 хладоносителя с подключенными к нему холодильным агрегатом.13 и испарителем 14, и датчики 15-21 расхода давления и температуры рабочей среды. Стенд снабжен байпасной гидролинией 22 с установлен35 ным в ней запорно-регулирующим органом 23. Рекуперативные теплообменники

9 и 10 подключены каждый с помощью запорно-регулирующего органа 24 и 25

Насосу 3 циркуляционно o KQHTypa 1 40 рабочей среды параллельно друг другу и байпасной гидролинии 22. Кроме того, рекуперативный теплообменник 10, связанный с контуром 12 хладоносителя, выполнен в виде корпуса 26 с установ- 45 ленными в нем змеевиком 27. циркуляционного контура 1 рабочей среды и змеевиком (не показан) испаритепя 14 контура 12 хладоносителя, связанного с входом 28 и выходом 29 холодильного агрегата 13 через противоточный теп- лообменник .30, .входная линия 31 которого сообщена с входом 32 змеевика испарителя 14 через термовентиль 33 и с выходом 29 холодильного агрегата

13 через рекуиеративньп теплообменник

34, связанный вместе с рекуперативным тенлообменником 9 циркуляционного контура 1 рабочей среды с контуром 11 теплоносителя. Байпасная гидролиния 22 выполнена в виде двух араллельных гидролин,.й 35 и 36, в одной из которых установлен электромагнитный клапан 37, связанный через ре— гулятор 38 температуры с датчиком 21 температуры рабочей среды, В состав циркуляционного контура 1 входят коллекторы 39 и 40, а также гидролинии

41-43. Испытуемый теплообменник 6 испытыв ают в со ст ав е п орш не в ой маши ны

44. Корпус 26 теплообменника 10 заполненн промежуточным теплоносителем

45. На выходе 47 змеевика 14 монтируют термобаллон 46. Датчик 18 температуры подключают к связанному с холодильным агрегатом 13 термореле 48.

Стенд для теплотехнических испытаний работает следующим образом.

При включении насоса 3 рабочая среда из расходного бака 2 циркуляционного контура 1 поступает в коллектор 39 и далее через параллельные

I гидролинии 41-43 и 36 с установленными в них запорно-регулирующими органами 23, 24 и 25 и электромагнитным клапаном 37 соответственно — в коллектор

40, из которого через запорно-регулирующий орган 7 подается на вход 4 испытуемого теплообменника 5, а с его выхода 5 через запорно-регулирующий орган 8 — вновь в расходный бак 2. В диапазоне положительных температур (+20 — +40 С) рабочая среда проходит от насоса 3 по гидролинии 43 через рекуперативный теплообменник 9, где охлаждается, например, водой или водопроводной сети (не пок аз ано), циркулирующей в теплообменнике 9 и по гидролинии 35 байпасной гидролинии 22, В диапазоне, включающем отрицательные температуры (-20 . — +20 С), рао бочая среда от насоса 3 проходит по гидролинии 42 через змеевик 27 теплообменника 10, где охлаждается, а так— же по гидролинии 35. Потоки рабочей среды, охлажденные в теплообменниках

9 и 10, смешиваются в коллекторе 40 с потоком неохлажденной рабочей среды, поступающей по гидролинии 35 байпасной гидролинии 22 или в автоматическом режиме по гидролинии 36. При этом температура рабочей среды на входе

4 испытуемого теплообменника 6 и, следовательно, в расходном баке 2 пропорциональна количествам охлажденной и неохпажденной рабочей среды, поступающей в коллектор 40, соотношение

1-I0077 которых регулируется с помощью попарно р абот ающих з апор но-регулирующих органов 23, 25 и 23, 24 при ручном регулиров анин темпер атуры и с помощью органов 25, 37 и 24, 37 при автомати5 ческом регулировании. При работе в автоматическом режиме перекрывают запорно-регулирующий орган 23 в гидролинии

35 и включают регулятор 38 температуры с помощью которого устанавливают определенный температурный режим. Регулятор 38 по сигналу датчика 21 температуры включает нормально э акрытый электромагнитный клапан 37 при понижежи температуры рабочей среды ниже значения температуры, установленного автоматическим регулятором 38. В этом случае поток неохлажденной рабочей среды через открытый электромагнитный 20 клапан 37 поступает в коллектор 40 и температура рабочей среды на входе

4 в теплообменник 6 повышается.

После повыше ля температуры рабочей среды до определенного значения pery- 25 лятор 38 по сигналу датчика 21 отключае1 электромагнитный клапан 37.

При работе стенда измеряют давление и температуру рабочей среды дат| чик ми 16 и 17 давления и датчиками 19 30 и 211 температуры на входе 4 и выходе

5 испытуемого теплообменника 6. Расход рабочей среды определяется с помощ1ью датчика 15 расхода. По показаниям датчиков 16 и 17 давления опре35 деляют гидравлическое сопротивление теплообменника 6 поршневой машины 44, а по показ аниям датчиков 19, 20 н 15 температуры и расхода соответственно тегщоотдачу поршневой машины 44 в ра- 40 бочую среду.

Работу стенда в положительном температурномм диапаз оне обеспечивает теплообменник 9, включенный в контур Il теплоносителя. Контур 11 подключен 45 например, к источнику (не показан) технической воды, котор ая последовательно проходит через рекуперативный тепцообменник 9, где отбирает тепло от рабочей среды, идущей по гидролинии 43, и через рекуперативный теплообменник 34, где отбирает тепло от хладоносителя (например, фреона) контура 12 хладоносителя, который поступает с выхода 29 холодильного агрегаSS та 13.

Далее охлаждаемый хладоносите;.ь поступает в рекуперативный теплооб— менник 30, где дополнительно охла;:;— дается обратным потоком паров хладоносителя, идущего на вход 28 холодильно ro агре г ат а 13, и, дро сселируясь через т ермовентиль 33, подается на вход 32 испарителя 14 теплообменника

10 и "кипит" в нем, охлаждая омывающий его промежуточный теплоноситель 45, напитый в корпус 26 теплообменника 10.

Количество хладоносителя, поступающего в испаритель 14, регулируется с помощью термовентиля 33 при наладке стенда в зависимости от необходимой холодопроизводительности, а в процессе работы — от термобаллона 46, установленного.на выходе 47 испарителя 14, в зависимости GT температуры паров хладоносителя.

После испарителя 14 холодные пары фреона поступают в рекуперативный теплообменник 30, где охлаждают жидкий хладоноситель (фреон) перед поступлением в термовентиль 33, а затем по ступают в холодильный агрегат 13.

Температура промежуточного теплоносителя 45 поддерживается постоянной

C (например, минус 25 С) . Холодильный агрегат 13 работает до тех пор, пока температура промежуточного теплоносителя 45 не понизится до установленного ее значения, тогда по си гналу датчик а 18 термореле 4 8 вы ключ ает холодильный агрегат 13, а при повышении температуры до определенного значения по сигналу датчика 18 включает холодильный агрегат 13.

Формул а изобретения

1. Стенд для теплотехнических ис-: пытаний теплообменников, например, поршневых агрегатов, содержащий циркуляционный контур рабочей среды, выполненный в виде связанных последовательно. между собой расходного бака и насоса, подключенных к соответствующим входу и выходу испытуемого теплообменника с помощью запорно-регулирующих органов, рекуперативные -. eïëîoáменники, установленные в циркуляционном контуре на входе в испытуемый теплообменник, один из которых связан с контуром теплоносителя, а другой — с контуром хладоносителя с подключенными к нему холодильным агрегатом и испарителем, датчики расхода, давления и температуры рабочей среды, отли чающий ся тем, что., с целью снижения энергозатрат на проведение испытаний, стенд снабжен бай1610077

Составитель JI, Гостева

Техред М.Дидык Корректор М.Шароши

Редактор А.Лежнина

Заказ 3719 Тираж 500 П дписнае

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 пасной гидролинией с установленным в ней запорно-регулирующим органом, рекуперативные теплообменники подключены каждый с помощью запорно-регулиру5 ющего органа к насосу циркуляционного контура рабочей среды параллельно друг другу и байпасной гидролинии.

2.Стендпоп;1,отличаю— шийся т ем, что р екупер ативный теплообменник, связанный с контуром хладоносителя, выполнен в виде корпуса с установленными в нем змеевиком циркуляционного контуРа рабочей среды и змеевиком испарителя контура хладоносителя, связанного с входом и выходом холодильного агрегата через противоточный .теплообменник, входная линия которого сообщена с входом змеевика испарителя через термовентиль и с выходом холодильного агрегата через рекуперативный теплообменник, связанный совместно с рекуперативным теплообменником циркуляционного контура рабочей среды с контуром теплоносителя.

3. Стенд по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью автоматизации настройки температурного режима, байпасная гидролиния выполнена в виде двух параллельных гидролиний, в одной из которых установлен электромагнитный клапан, связанный через регулятор температуры с датчиком температуры рабочей среды.