Установка для исследования процесса тепломассообмена в двухфазном двух компонентном потоке

 

О П И С А Н Й Е » 578551

ИЗОБРЕТЕ Й ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сс:оз Советских

СОциепистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.03.76 (21) 2335181/29-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 26.01.78 (51) М. Кл. F 28D 5/00 тасударственный камитет

Совета Министров СССР ао делам изабретений и открытий (53) УДК 66.046.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

) с

В. В. Кудрявцев, И. И. Рац и А. И. Суровов, (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ДВУХФАЗНОМ ДВУХКОМПОНЕНТНОМ

ПОТОКЕ

Изобретение относится к области исследования теплотехнических процессов, а .именно к исследованию процесса тепломассообмена в двухфазном двухкомпонентном потоке, например при исследовании процессов в мощных энергетических установках.

Двухфазные двухкомпонентные потоки образуются введением жидкости в газовой поток, причем добавка к газовому потоку даже небольшого количества жидкости увеличивает интенсивность теплообмена на два порядка.

Однако, исследование т еплом ассообмена в двухфазных двухкомпонентных потоках связано с большими экспериментальными трудностями. Одной из основных причин этого является сложность надежного измерения температуры и относительной влажности в двухфазном двухкомпонентном потоке. Измерение параметров потоков обычно производят на входе и выходе из канала.

Если в потоке происходит насыщение, го жидкость, пар и газ будут иметь одинаковую температуру, которую можно замерить обычными датчиками измерения температуры. При отсутствии насыщения перед входом в рабочий участок температурный датчик будет показывать заниженную температуру (температуру мокрого термометра) . Надежное измерение степени влажности в потоке газа также

2 представляет большую сложность, особенно г, условиях вакуума.

Известные установки для исследования процесса тепломассообмена в двухфазном двухкомпонентном потоке содержат камеру смешения с подключенными к ней магистралями для подвода газа и жидкости. В этих установках температура смеси измеряетс . обычными термодатчиками, при этом, не из10 меряя степень .насыщения, относительная влажность потока принимается равной 100",,, М

Однако, если нет специальной организации предварительного насыщения потока, почти

1ь всегда относительная влажность на входе в рабочий участок имеет значение меньше

100,р, поэтому на такой установке нельзя получить надежных результатов.

Наиболее близким к изобретению по тех20 нической сущности является установка, в которой исследуются процессы тепломассообмена, содержащая камеру смешения с магистралями для подвода газа и жидкости и оиогреваемый рабочий участок с необходимой измерительной аппаратурой. В этой установке температура смеси измеряется психометрическими термопарами. Принцип действия этих термопар основан на определении темп ратуры по «сухому» и «мокрому» термометзО рам t2).

578551

Точность измерения температуры в этой установке невысока, так как при измерении психрометром необходимо обеспечивать постоянную скорость обдува «мокрого» термометра, а при вакууме необходимо специально тарировать датчики.

Цель изобретения — повышение точности измерения параметров потока в условиях вакуума путем полного насыщения газа парами жидкости перед входом в камеру смешения.

Это достигается тем, что перед камерой смешения на газовой магистрали последовательно установлены автономный электронагреватель, увлажиитель, подключенный к магистрали жидкости, и сепаратор капельной влаги. В этой установке организовано гарантирова нное предва р ительное на(сыщение газа парами жидкости перед поступлением его в рабочий участок.

При этом увлажнитель может быть выполнен в виде цилиндрического сосуда с разделительной сеткой, днище которого снабжено входным патрубком для газа, а в верхней части размещены раопыливающие форсунки для жидкости.

На чертеже представлена схема установки.

Установка имеет систему подачи газа, состоящую из соединенных последовательно расходомера 1, автономного электронагревателя 2, увлажнителя 3 газа, сепаратора 4 капелькой влаги, камеры 5 смешения газа с жидкостью, обогреваемого рабочего участка

6 и влагоотделителя 7, и систему подвода жидкости, которая включает в себя емкости

8 для жидкости, измеритель 9 расхода жидкости, подаваемой на форсунки, уста новле ные в камере 5 смешения. Емкости 8 соединены через жидкостный коллектор 10 с увлажнителем 3 газа. Система электрического обогрева включает в себя сварочный трансформатор 11 с регулятором 12 напряжения. Питание производится от сети переменного тока. Подача жидкости из емкостей 8 осуществляется под давлением воздуха, подаваемого в емкости из сети 13 сжатого воздуха через воздушный коллектор 14.

В увлажнителе 3 газа обеспечивается предварительное насыщение газа парами жидкости перед входом в рабочий участок.

Полное насыщение дает возможность точного измерения температуры парогазожидкостной смеси обычными термодатчиками. Автономный электронагреватель 2 предназначен для исключения замерзания влаги перед рабочим участком при испарении в условиях вакуума.

Увлажнитель выполнен в в иде цилиндрического сосуда с разделительной сеткой внутри, днище которого снабжено входным патрубком для газа, а в его верхней части размещены

5 распыливающие форсунки. На сетку подаетсч жидкость, через которую барботирует газ. С помощью форсунок газ дополнительно увлажняется. Воздух на форсунки отбирается оТ системы подвода газа после расходомера 1 и

10 подогрева газа в автономном электронагревателе 2. В сепараторе 4 капельной влаги из насыщенного воздуха удаляется капельная влага. Для контроля степени увлажнения в верхней части сепаратора установлены две термоl5 пары, идентичность показаний которых свидетельствует о полном насыщении.

Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечивать точность замера параметров потока, ограниченную только точно20 стью измерительных приборов.

Формула изобретения

1. Установка для исследования процесса

25 тепломассообмена в двухфазном двухкомпонентном потоке, содержащая камеру смешения с магистралями для подвода газа и жидкости и обогреваемый рабочий участок с необходимой измерительной аппаратурой, о тЗ0 ли чаю щая ся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров потока в условиях вакуума путем полного насыщения газа парами жидкости перед входом в камеру смешения, перед камерой на газовой магпЗ5 страли последовательно установлены автономный электронагреватель, увлажнитель, подключенный к магистрали жидкости, и сепа ратор капельной влаги.

2. Установка по п. 1, отличающаяся

40 тем, что увлажнитель выполнен в виде цилипдр ического сосуда с разделительной сеткой внутри, днище которого снабжено входным патрубком для газа, а в его верхней части размещены распыливающие форсунки для

45 ж идко,сти.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Палеев И. И., Агафонова Ф. А. Теплооб50 мен между горячей поверхностью и газовым потоком, несущим капли жидкости. Сб. «Тепло и массоперенос», т. 2, Минск, 1962.

2. Кремнев О. А., Сатановский А. Л. Воздушно-испарительное охлаждение оборудования. М., «Машиностроение», 1967, с. 55 — 59, Редактор Н. Богатова

Составитель Ю. Килимник

Техред И. Михайлова Корректор E. Хмелева

Заказ 8355 Изд. Л% 863 Тираж 818

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7Ê-35, Раушская иаб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

Подписное