Калориметрический зонд для определения энтальпии высокотемпературного газа

 

О П И С A Н И Е аВВЯЗ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от а вт. свидетельства №

Заявлено ЗО.XI1.1970 (Ме 1604192, 18-10) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 22.Ч.1973. Бюллетень 1х" 22

Дата опубликования описания 13ХП1.1973

М. Кл. G 01k 17/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 536.623(088.8) Авторы изобретения

Л. Л. Васильев и В. М. Чикризов

Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло-. и массообмеиа АН Белорусской ССР

Заявитель

КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ ЗОНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭНТАЛЬПИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗА

Изобретение относится к технике тепловых измерений.

Известны калориметрические зонды для определения энтальпи и высокотемпературного газа, выполненные в виде трубки, охлаждаемой путем принудительной прокачки воды по теплообменнику, расположенному на внешней поверхности трубки.

Тепловой поток измеряют регистрацией расхода воды и перепада температуры на входе и выходе теплообменника. Компенсационный жидкостный теплообменник защищает зонд от внешних теплопритоков с боковой поверхности.

Использование в известных зондах в качестве хладагента воды приводит к наличию значительного теплового пограничного слоя у стенок зонда с большим значением градиента температуры и искажению структуры газового потока.

Кроме того, холодная поверхность зонда отрицательно сказывается на ионизировании потока газа, вызывая рекомбинацию молекул, эффект термодиффузии, и нарушает однородность газового потока.

Для повышения точности измерения в предлагаемом зонде теплопоглощающее тело выполнено в виде тепловой трубки со сквозным осевым отверстием, внутренняя поверхность которой покрыта слоем пористого фитиля с перемычками из того же материала. а между концентрично установленными тепловой трубкой и теплообменником образована герметичная полость, заполненная инертным газом.

На чертеже показан описываемый зонд, выполненный в виде тепловой трубки 1. Трубка изготовлена из жаростойкого материала, например тантала, ванадия или нержавеющей стали, со сквозным отверстием по центру, через которое откачивают часть газового потока. Внутренняя полость трубки частично заполнена металлическим хладагентом (серебро, литий и т. д.), а внутренняя поверхность стенок выстлана капиллярнопорпстым

15 фитилем 2.

Так как в данной модификации зонда испарителем является внутренняя поверхность трубки с двойными стенками, а конденсатором — внешняя поверхность, то пористый фи20 тиль 2 выполнен в виде 2 — 3 слоев металлической жаростойкой сетки, прикрепленных к стенкам трубки в зоне испарителя и конденсатора. Сетки испарителя и конденсатора соединены перемычками т из сетки на расстоя25 нии 3 — 4 см, образующими секции. Каждая секция функционирует самостоятельно, независимо от других.

На внешней поверхности трубки 1 расположен теплообменник 4, через который про30 качивают низкотемпературную жидкость, на381923

3 ход

ОЫХОд

Составитель В, Агапова

Текред Л. Борисова

Редактор С. Хейфиц

Корректор It Аук

Заказ 2206!16 Изд. № 1515 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мииистров СССР

Москва, Я-35, Раушская иаб,, д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2

3 пример воду. Сверху теплообменник 4 защищен теплоизоляциией 5.

Для защиты от внешних теплопритоков предусмотрен предохранительный теплообменник б. Между теплообменником 4 и трубкой 1 имеется зазор 7 порядка 1 —:2 мм, герметично закрытый и заполненный инертным газом.

Хладагент под действием вы сокотемпературного газа в активной части зонда-испарителя испаряется и охлаждает стенку за счет скрытой теплоты парообразования. При,конденсации паров в конденсаторе выделяется то количество тепла, которое поступило в активную часть зонда. Сконденсировавшаяся жидкость возвращается к месту испарения по капиллярам пористого фитиля.

Тепло от внешней поверхности конденсатора зонда отводится излучением и конвекцией через газовый зазор между стенкой конденсатора зонда и охлаждающим теплообменником, по которому прокачи|вают низкотемпературную жидкость, например воду.

Данные о количестве прокачиваемой воды и температуре на входе и выходе теплообменника используют для определения энтальпии высокотемпературного газа.

Предмет изобретевия

Калориметричесвий зонд для определения знтальпии высокотемпературного газа,. содержащий теплопоглощающее тело с теплообменником, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем теплопоглощающее тело выполнено в виде тепловой трубки со сквозным осевым отверстием, внутренняя поверхность которой покрыта слоем пористого фитиля с перемычками из того же материала, а между концентрично установленными тепловой трубкой и теплооб20 менником образована герметичная полость, заполненная инертным газом.