Способ проведения ресурсных испыта-ний теплообменника и стенд дляего осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБГЕтЕНИЯ 80059О

К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 030479 (21)2804957/24-06 (51)М. КЛ. с присоединением заявки М (23) Г1риоритет28 F 27/00

6 О1 М 19/00

Государственн и комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

\ (53) УДК 621. 565..94 ° 001.2 (088.8) Опубликовано 30.0181. Бюллетень HP 4

Дата опубликования описания 300181

/а >

" <н4

/ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ТЕПЛООБМЕННИКА И СТЕНДДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ л

Изобретение относится к теплообменной технике, в частности к проведению ресурсных испытаний. высокотемпературных воздухо-воздушных теп

%ообменников.

Известен способ проведения ресурсных испытаний теплообменника путем опродувки воздуыными потоками его полостей в условиях вибронагрузок при периодической смене температурных режимов и периодическом повышении рабочего давления в горячей полости (11.

Однако испытания теплообменника проводят при заданных (рабочих) рас.ходах горячего и холодного. воздуха при максимальных рабочих температурах, что связано с большими энергетическими затратами, кроме того, смена температурных режимов ограничивается временем стабилизации температуры поверхности теплообмениика соответственно на уровне максимальной рабочей температуры горячего воздуха и на уровне температуры холодного воздуха, при этом, если даже существенно уменьшится расход холод- ного воздуха, стенд будет работать и считать неполноценные циклы, дроссельное регулирование расхода горячего и холодного воздуха двумя заслонками на одной линии ненадежно, так .как заслонки могут работать в автоколебательном режиме: при уменьшении расхода холодного воздуха заслонки полностью откроют проходное сечение, температура поверхности будет выходить на заданные уровни, а циклы будут неполноценными по уровню дав10 ления и термическим напряжениям в теплообменнике °

Цель изобретения — снижение энергетических затрат при сохранении качества испытаний и уровня эксплуатационных нагрузок на испытываемый теплообменник.

Цель достигается тем, что про дувку полостей чедут при пониженных на одну и ту же величину средних

29 температур горячего и холодного по токов и пониженных расходах воздуха к по сравнению с рабочими, причем сост. ношения расходов выбирают иэ условий сохранения заданного соотноше25 ния коэффициентов теплоотдачи, а рабочее давление в горячей полости увеличивают пропорционально изменению температуры предельного напря.кения материала теплоабменника; про30 должительность каждого периоца огра800590 ничивают временем стабилизации температуры холодного воздуха на выходе из теплообменника соответственно на верхнем и нижнем пределе.

Такой способ мо><ет быть осуществлен стендом новои конструкции для проведения ресурсных испытаний теплообменника, содер><ащим магистрали горячего и холодного воздуха с дросселями для регулирования расхода и давления и электрическими заслонками на линиях сброса и подачи горячего воздуха в теплообменник, управляемыми электронными реле, включенными параллельно сигнальным цепям открытого положения заслонок.

На входе стенда к магистралям горячего и холодного воздуха подсоединены электроконтактные манометры с контактами, включенными последовательно с электромеханическим реле, нормально открытые контакты которого включены параллельно контактам термометров, дополнительно установленными на выходе холодного воздуха и настроенными один на верхний, а другои — на нижний пределы температур.

На фиг. 1 изображена монтажная схема стенда для проведения ресурсных испытаний; на фиг. 2 — электрическая схема автомата.

Стенд состоит из вибрационного станка с закрепленным на нем испытываемым теплообменником 1 с магистралями 2 и 3 холодного и горячего воздуха. На входе магистралей 2 и 3 установлены расходомерные шайбы 4 и

5 и подсоединены электроконтактные манометры 6 и 7, а на выходе установлены дроссели 8 и 9. Горячий воздух подогревается до необходимой темпе" 40 ратуры подогревателем 10. К подогревателю 10 присоединены две линии линия 11 сброса с электрической заслонкой 12 дросселем 9 и линия 13 подан горячего воздуха в теплообменник с 4 электрической заслонкой 14 контрольным манометром 15. На линии 16 выхода холодного воздуха установлены контактные термометры 17 и 18, настроенные соответственно на верхний и ни><ний температурный предел. Заслонки 12 и 13 управляются от автомата 19 по сигналам от контактных термометров и электроконтактных манометров.

Автомат 19 состоит из двух электронных реле 20 и 21, управляющие цепи которых соединены соответственно с контактами 22 и 23 термометров.

Реле 20 и 21 включены параллельно сигнальным цепям открытого положе- @) ния заслонок 14 и 12 с обмотками 24 и 25 возбуждения открытого и закрытого положений и концевыми выключателями 26 и 27. Контакты 28 обмот " ки 29 управляют работой заслонки 12, у контакты 30 обмотки 31 управляют работои заслонки 14.

Последовательно с обмоткой реле.

32 включены электрические контакты манометров 7 и 6. Нормально открытые контакты 33 обмотки 32 включены параллельно контактам 22 и 23.

Испытания на стенде проводят следующим образом

Включают горячий и холодный воздух. Обычно холодный воздух подают в теплообменник 1 без подогрева, например при 20 С вместо 140 С. На такую же величину (120 С) понижают и температуру горячего воздуха на входе, Дросселем 8 при открытой заслонке 14 и закрытой заслонке 12 устанавливают приемлемый расход воздуха, например 500 кг/ч, давление с поправкой на температуру.

Определяют расход холодного воздуха например 2000 кг/ч, и устанавливают его дросселем 8. Расходы контролируют с помощью расходомерных шайб 4 и 5. Перемещая контакты на манометрах 7 и 6, устанавливают границы допустимого изменения давления воздуха на входе в магистрали»

Перемещая контакты термометров

17 и 18, устанавливают верхнюю и нижнюю границы изменения холодного воздуха на выходе из теплообменника, например 80ОС и 30 С.

Включают вибрационный станок и автомат. Пусть положение переключающих элементов до включения соответствует схеме фиг.2. При этом загорается лампочка открытого положения заслонки.

На реле 20 и 21 подается напряжение.

Обмотка реле 31 обесточена, а по обмотке реле 29 течет ток. При замыкании подвижного контакта 28 по обмотке возбуждения 25 течет ток, заслонка 12 сброса воздуха закрывается. Концевые выключатели 27 переходят в другое положение, причем загорается лампочка закрытого положения и гаснет лампочка открытого положения. Горячий воздух через заслонку 14 идет в теплообменник 1, прогревает поверхность и передает тепло холодному, при этом замыкаются контакты 23. Когда температура холодного воздуха поднимается до верх-, него предела замыкаются контакты 22.

Обмотка реле 29 обесточивается, кон« такт 28 размыкает нормально открытый контакт и -амыкает нормально закрытый контакт, заслонка 12 открывается. Концевые выключатели 27 переходят в положение, укаэанное на фиг. 2. Загорается лампочка открытого положения и подается напряжение на реле 14, а, так как контакты 23 замыкаются, по обмотке 31 течет ток. Подвижный контакт 30 эаьыкает контакт нормального открытия, н закрывается заслонка 14 подачи

800590 горячего воздуха в теплообменник 1.

Концевые выключатели 26 переходят в другое положение. Теплообменник

1 охлаждается, температура холодного воздуха достигает нижнего предела, контакт 23 размыкается, обмотка реле 31 обесточнвается, контакт 30 замыкает нормально закрытый контакт, заслонка 14 открывается. Концевые выключатели 26 занимают положение, укаэанное на фиг. 2. На реле 20 подается напряжение, а, так Ы как контакты 22 разомкнуты, Ilo обмотке реле 29 течет ток и контакт 28 заьиыкает нормально открытый контакт, весь процесс повторяется. ьсли в какой-либо момент работы стенда 15 расход горячего или холодного воздуха изменяется и выходит за пределы, запачкается тот или иной контакт манометра 7 и 6. По обмотке рЕле 32 течет ток и подвижные контакты 33 Щ замыкают контакты нормально открытые, разомкнув контакты нормально закрытые. Лампочка "Режим" гаснет. Если при этом была открыта заслонка 14 подачи воздуха в теплообменник 1, то открывается заслонка 12 сброса воздуха, а затем закрывается заслонка

14. Если открыта заслонка 12 сброса воздуха, то стенд так и останется в таком положении, если даже разомкнутся контакты 23. 36

Стенд не будет работатЬ при отклонении заданных параметров от режима.

Если параметры восстановятся, стенд снова заработает. Количество циклов испытаний фиксируется счетчиком 15, ЗЗ который включен параллельно сигнальной лампочке закрытого положения заслонки 12.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить энергетические затраты при 4О охранении качества испытаний it уровня эксплуатационных нагрузок на испытываемый теплообменник.

Формула изобретения

1. Способ проведения ресурсных испытаний теплообменника путем продувки воздушными потоками его цолостей в условиях вибронагрузок при периодической смене температурных режимов и периодическом повышении рабочего давления в горячей полости, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, продувку ведут при пониженных на одну и ту же величину средних температур горячего и холодного потоков и пониженных расходах воздуха по сравнению с рабочими, причем соотношение расходов выбирают иэ условий сохранения заданного соотношения коэффициентов теплоотдачи, а рабочее давление в горячей полости увеличивают пропорционально изменению J температуры предельного напряжения материала теплообменника.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что продолжительность каждого периода ограничивают временем стабилизации температуры холодного потока воздуха на выходе из теплообменника соответственно на верхнем и нижнем пределе.

Э. Стенд для проведения ресурсных испытаний теплообменника способом по пп. 1 и 2, содержащий магистрали горячего и холодного воздуха с дросселями для регулирования рас,хода и давления и электрическими заслонками на линиях сброса и подачи горячего воздуха в теплообменник, ° управляемыми электронными реле, включенными параллельно сигнальным цепям открытого положения заслонок, отличающийся тем, что на входе к магистралям горячего и холодного воздуха подсоединены элехтро,контактные манометры с контактами, включенными последовательно с электромеханическим реле, нормапьно открытые контакты которого включены параллельно контактам термометров, дополнительно установленными на выходе холодного воздуха и настроенными один иа верхний, а другой - на нижний предел температуры.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 574657, кл. G 01 М 13/00, 1977.