Устройство для исследования теплообмена

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 163 5)5 Р 28 Р 27/О Ю"Б ГаАьЛ 1; Б;фЬ 11 ОЕ:.,о СССР 1982.СЛЕДОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСТЕПЛООБМЕНА(57) Изобретение относится к области теплотехники. Цель изобретения - повышение надежности устройства. По токоподводящим фланцам 4 и элементам 2 протекает электрический ток, выделяется тепло, которое отдается теплоносителю. Теплоноситель омывает тепловыделяющие элементы 2, отбирает тепло и выводится эа пределы корпуса 1. Для снижения температурных напряжений фланцы 4 установлены с возможностью перемещения вдоль оси корпуса 1, а электроизолирующие элементы 6 выполнены составными, состоящими из трех колец. При этом внутреннее кольцо 7 выполнено из электроизолирующего материала, а внешние кольца 8 - из материала с коэффициентом линейного расширения, маньшим соответствующего коэффициента материала корпуса 1. 1 ил.10 15 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам для экспериментального исследования теплообмена.Цель изобретения - повышение надежности устройства для исследования тепло- обмена,На чертеже изображено предлагаемоеустройство. Устройство для исследования теплообмена содержит корпус 1 с установленными в нем тепловыделяещими элементами 2, которые подсоединены посредством гибких соединительных элементов 3 к токоподводящим фланцам 4, установленным между крышками 5 и корпусом 1 с возможностью перемещения вдоль оси корпуса 1. По обе стороны от фланцев 4 расположены электроизолирующие элементы 6, состоящие из трех соединенных между собой колец. При этом, центральное кольцо 7 выполнено из электроизолирующего материалоа, а крайние кольца 8 - из материала с коэффициентом линейного расширения, меньшим соответствующего коэффициента материала корпуса 1. Между крышками 5, корпусом 1, фланцем 4 и электроизолирующими элементами 6 установлены уплотнительные прокладки 9, Прокладки 9 установлены и между кольцами 7 и 8. Устройство снабжено прижимными плитами 10, соединенными посредством шпилек 11 с корпусом 1, Взазоре между крышками 5 и прижимнымиплитами 10 установлены упругие элементы12, прижимающие крышки 5 к корпусу 1. Устройство работает следующим образом.К тепловыделяющим элементам 2 подводится охлаждающий теплоноситель, а токоподводящие фланцы 4 включаются в электрическую цепь. При прохождении тока в тепловыделяющих элементах 2 выделяется тепло. Теплоноситель подогревается дотребуемой температуры и выводится запределы корпуса 1. В.процессе работы устройства все его элементы прогреваются до рабочей температуры, расширяются и происходят их взаимные перемещения как в осевом, так и в радиальном направлении в соответствии со значениями коэффициентов линейного расширения материалов, из которого изготовлены элементы, и уровня их рабочих температур, При исследовании нестационарных процессов осуществляется регулярное изменение подводимой мощности, в результате чего происходит и регулярное изменение температуры элементов устройства. В соответствии с изменением температуры происходит и циклическое (как осевая, так и радиальная) перемещение элементов устройства друготносительно друга.Так как материал колец 8 имеет меньший коэффициент линейного расширения,чем аналогичные коэффициенты корпуса 1 итокоподводящего фланца 4, то при изменении температуры разница в изменении ра-диальных размеров корпуса 1,токоподводящего фланца 4 и центральногокольца 7 сглаживается промежуточным значением изменения радиальных размеровкрайних колец 8, и чем ближе значения коэффициентов линейного расширения материалов колец 8 и 7, тем меньший уровеньприобретают термические напряжения в зоне контакта кольца 7 со смежными кольцами8, а при их равенстве напряжения исчезают.Кроме того, наличие уплотнительных прокладок 9 способствует проскальзыванию колец 7 и 8 относительно друг друга идальнейшему уменьшению термических напряжений, В свою очередь отсутствие жесткого крепления токоподводящих фланцев 4в осевом направлении способствует тому,что при термическом расширении всех элементов устройства вдоль оси корпуса 1, превышающем усилие стяжки, упругий элемент12 сжимается, а при уменьшении уровнярабочих температур и уменьшении осевыхразмеров элементов упругий элемент 12расширяется, обеспечивая тем самым постоянное усилие стяжки всех элементов устройства, что способствует сохранениютребуемой герметичности корпуса 1 устройства и исключает увеличение усилий в зонеконтакта колец 7, 8,Установка токоподводящих фланцев 4 свозможностью перемещения, наличие упругого элемента 12 и описанное выполнениеэлектроизолирующего элемента 6 не препятствуют температурным перемещениямвсех элементов устройства как в радиальном, так и в осевом направлении, снижаютуровень температурных напряжений в зонах контакта колец 7 из электроизолирующего материала со смежными элементами8, исключают его разрушение и повышаютнадежность эксплуатации устройства в целом.Формула изобретенияУстройство для исследования теплообмена, содержащее корпус с крышками и установленными в нем тепловыделяющимиэлементами, подсоединенными к токоподводящим шинам, и кольцевые электроизолирующие элементы, установленные междукрышками и корпусом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, токоподводящие шины выполнены в виде фланцев, установленных между1638547 Составитель Ю.фомичевТехред М,Моргентал Корректор Л Пилипенко Редактор М.Товтин Заказ 920 Тираж 384 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 крышками и корпусом с воэможностью перемещения вдоль оси корпуса, а электроизолирующие элементы расположены по обе стороны от этих фланцев и выполнены. составными, состоящими из соединенных 5 между собой колец, центральное из которых выполнено из электроизолирующего материала, а крайние - из материала с коэффициентом линейного расширения, меньшим . соответствующего коэффициента материала корпуса, прияем дополнительно устройство снабжено прижимными плитами, соединенными с корпусом и расположенными за упомянутыми крышками с образованием зазора, в котором дополнительно установлены упругие элементы.