Способ определения величины критического теплового потока

О П И С А Н И Е нщ 584202ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. 99527 18,75 (21 Заявлено 15,1 с присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийн открытий(45) Дата опублпк УДК 536.629,7(72) Авторы изобретения В. Зыс П. А. Морозов и В. Б. Хабенский рановски 71) Заявитель ЛИЧИНЫ КРИТИЧЕСКОГОПОТОКА 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ТЕПЛОВОГО15 20 25 Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в экспериментальных установках, предназначенных для определения критического теплового потока.Известный способ определения величины критического теплового потока 1 заключается в том, что полый трубчатый образец, температуру которого измеряют, обогревается электрическим током, Выделяемое тепло передается жидкости, омывающей внутреннюю или наружную поверхность образца. Электрическая мощность, выделяемая на образце, ступенчато повышается до тех пор, пока удельный тепловой поток не достигает критической величины, Момент наступления кризиса фиксируется по повышению температуры образца. Величина критического теплового потока определяется по величине электрической мощности, выделяемой на образце. Кризис сопровождается быстрым ростом температуры образца, которая во многих случаях превышает допустимую, Для избежания разрушения образца в момент фиксации кризиса электрическая нагрузка уменьшается,Недостатками этого способа является возможность разрушения образца прп запаздывании уменьшения электрической нагрузки, а также сложность методики проведения измерения, связанная с необходимостью уменьшения электрической нагрузки в момент возникновения кризиса.Ближайшим к изобретснию по технической сущности является способ определения критического теплового потока 2, при котором полый трубчатый образец обогревается электрическим током и тепло передается жидкости с заданными на входе параметрами, омывающей наружную поверхность образца. Электрическая мощность ступенчато повышается до тех пор, пока температура образца, измеряемая с помощью термопар, не достигает величины, свидетельствующей о наступлении кризиса, но не превышающей допустимую, По достижении этой температуры электрическая нагрузка автоматически уменьшается, что достигается с помощью сигнала, поступающего в цепь управления источника электрической мощности через вторичный прибор комплекта измерения температуры образца,Недостатками указанного способа являются его сложность, связанная с необходимостью использования системы автоматического регулирования источника электрической мощности, а также возможность выхода ее из строя, что может привести к разрушению образца.Для исключения возмокности разрушения образца по предлагаемому способу пропускают газ вдоль поверхности образца, не омываемой жидкостью, и измеряют его параметры, а величину критического теплового потока определяют в момент возникновения кризиса теплообмена по разности теплового потока, подводимого при нагреве образца, и теплового потока, отводимого газом.Предложенный способ поясняется фиг. 1 и 2, На фиг. 1 полый трубчатый образец 1 обогревается, например, электрическим током, подводимым через шины 2. Внутренняя поверхность образца омывается потоком жидкости. Вокруг образца расположен кожух 3, образующий полость, через которую пропускают газ.На фиг. 2 поток жидкости омывает наружную поверхность образца 1, протекая через полость между кожухом 3 и образцом. Электрический ток подводится через шины 2. Газ подан через образец.Эффект, достигаемый применением предлагаемого способа, иллюстрируется следующим примером.В трубу длиной 0,2 м подается вода при давлении 30 кг/см, 1,=230 С при Х=О. Труба обогревается электрическим током. Критический тепловой поток при этих условиях соккалставит д,р - 10 . При отсутствии возму часдушного охлаждения после возникновения кризиса с сохранением выделяемой электрической мощности температура стенки трубы на некотором участке резко возрастает, Коэффициент теплоотдачи в закризисном режиме и ж 1000 ккал/(м ч С),Температура стенки определена из выражения:=- , + сур/а = 230+ 1000 = - 1230 С.Для тех же условий, но при создании потока воздуха так, как это показано на фиг. 1, при зазоре между кожухом и трубой 6=2 мм и расходе воздуха 6=0,06 кг/с коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха ав =700 ккал/ /(мч С).В момент, предшествующий кризису, температура стенки будет составлять Г:250"С и суммарный тепловой поток, отводимый жидкостью и газом, равен Ч = Чр+ а, ( - 50) = 1,14 10м ч Тогда температуру стенки после возникновения кризиса можно определить из выражения (среднюю температуру воздуха примем р -- 50 С):10 су = а (щ - 230) + а (1 - 50),1,14 10 ф = 1000 (8 - 230) + 700 (1 - 50),1 =825 С.15 Таким образом, применение предлагаемогоспособа в рассмотренном случае позволяетограничить температуру 825 С вместо 1230 С,которая имела бы место при отсутствии воздушного охлаждения.20Формула изобретенияСпособ определения величины критическоготеплового потока, заключающийся в нагревеи одновременном измерении температуры по 25 лого трубчатого образца, вдоль поверхностикоторого пропускают поток жидкости с заданными на входе параметрами, отличающийся тем, что, с целью исключения возможности разрушения образца, пропускаютЗО газ вдоль поверхности образца, не омываемойжидкостью, и измеряют его параметры, а величину критического теплового потока определяют в момент возникновения кризиса теплообмена по разности теплового потока, под 35 водимого при нагреве образца, и тепловогопотока, отводимого газом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Петухов Б. С. и др. Теплообмен в ядер 40 ных электрических установках. Атомиздат,1974, с. 338.2. Коньков А. С Барулин Ю. Д. Исследование критических тепловых нагрузок в кассете тепловыделяющих стержней с дистанцио 45 нирующим устройством при естественнойциркуляции жидкости. Отчет ВТИ им, Дзержинского Уо 597, 1966,/аз Аосла Составитель Н, ГоршковаТехред И, Карандашова Корректор Н. федорова ейфиц едакт Заказ 2915 2 Изд, М 1043 осударственного комите по делам изобрет 113035, Москва, Ж, одписное П ипография, пр. Сапунова, 2 ХиЬп тьФиг Тираж 881та Совета Министров ССнпй и открытийРаушская наб., д. 4/5