Установка для исследования процесса тепломассообмена в двухфазном двухкомпонентном потоке

чО П И С А Н И Е ( )661313И ЗОБ РЕТЕ,Н ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеслубе 1 ик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет - Опубликовано 05.05 Дата опубликования Государотееккый комете СССР оо делам кзобретенкй и открытий) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ДВУХФАЗНОМ ДВУХКОМПОНЕНТНОМ ПОТОКЕ.20 Изобретение относится к области исследования теплотехнических процессов, а именно к исследованию процесса тепломассообмена в двухфазном двухкомпонентном потоке. Известны установки для исследования процессов тепломассообмена в двухфазном двухкомпонентном потоке, содержащие участок измерения расхода газа, камеру смешения с магистралями для подвода газа и рабочей жидкости, обогреваемый рабочий участок с необходимой измерительной аппаратурой. Газ прокачивается через магистраль подвода газа вентилятором, Магистраль подвода рабочей жидкости включает емкость для рабочей жидкости, из которой рабочая жидкость подается на форсунки, расположенные в камере смешения, с помощью шестеренчатого насоса. Емкость для рабочей жидкости с целью измерения расхода рабочей жидкости поставлена на весы. Из камеры смешения газ вместе с мелкораспыленной рабочей жидкостью и ее парами поступает в обогреваемый рабочий участок. Из обогреваемого рабочего участка в результате процесса тепломассообмена выходит парогазовая смесь, несущая неиспарившуюся рабочую жидкость в виде капель. Эта смесь засасывается вентилятором и выбрасывается в атмосферу 1,Однако капли рабочей жидкости, поступая в машину, создают опасность гидравлического удара, а выброс ее в атмосферу является неэкономичным, особенно при работе с дорогостоящими рабочими жидкостями, например со спиртом, глицерином и др. Кроме того, пары спирта и некоторыхдругих рабочих жидкостей при определенной концентрации с газом и определенной температуре становятся взрывоопасными, что делает невозможным работу на установке.Известны также установки, содержащие обогреваемый рабочий участок с камерой смешения, к которой подключены расходный бак с рабочей жидкостью и газовая магистраль, и установленный за обогреваемым участком по ходу потока влагоотделитель, подсоединенный к вакуум-насосу, В камере смешения установлечы форсунки, .в которые из расходного бака поступает рабочая жидкость 2. Газ прокачивается через магист. раль его подачи вакуум-насосом. Пройдя1участок измерения расхода газа, газ поступает в увлажнитель, где он полностью насыщается парами рабочей жидкости для точного замера параметров двухфазного двухкомпонентногб потока на входе в обогреваемый рабочий участок. Затем в сепараторекапельной влаги происходит отделение находящейся впотоке капельной рабочей жидкости с целью повышения точности замера количества рабочей жидкости, поступающейв камеру смешения. Пройдя камеру смешения и обогреваемый участок, паро-газоваясмесь вместе с неиспарившейся капельнойрабочей жидкостью поступает во влагоотделитель, в котором отделяется капельнаярабочая жидкость, а паро-газовая смесь засасывается вакуум-насосом и выбрасываетсяв атмосферу. В этих установках процесстепломассообмена организован таким образом, что рабочая жидкость, поступившаяв обогреваемый рабочий участок, полностьюиспаряется и в парообразном состояниивыбрасывается в атмосферу. Таким образом, 20в таких установках исключен возврат рабочей жидкости и следовательно возможностьэкономного ее расходованию,Цель изобретения - экономия рабочейжидкости, находящейся в парообразномсостоянии,Эта цель достигается тем, что установкадополнительно снабжена конденсатором испарительного типа, включенным одной полостью в линию связи обогреваемого участкас влагоотделителем, а другой - подсоеди- зоненным к вакуум-насосу и атмосфере, ипромежуточной емкостью, подсоединеннойс одной стороны к расходному баку, а с другой с помощью сливной и уравнительноймагистралей - к влагоотделителю,На чертеже схематично изображена пред - З 5лагаемая установка,Установка содержит последовательноразмещенные участок 1 измерения расходагаза, увлажнитель 2 газа, сепаратор 3 капельной влаги, камеру 4 смешения газа срабочей жидкостью, обогреваемый рабочийучасток 5, конденсатор 6 воздушно-испарительного типа и влагоотделитель 7. Системаподачи раббчей жидкости в камеру 4 смешения включает расходный бак 8, ротаметр9 для измерения расхода рабочей жидкости, 45промежуточную емкость 10, которая черезвентиль 11 связана с линией сжатого воздуха. С помощью вентилей 12 и 13, установленных на уравнительной и сливной магистралях, промежуточная емкость 10 соединяетсяс влагоотделителем 7. Расходный бак 8 рабочей жидкости соединен вентилем 14 с промежуточной емкостью 10, вентилем 15с атмосферой, а вентилем 16 - с камерой 4смешения газа с рабочей жидкостью.55Установка работает следующим образом.Газ проходит через участок 1 измерения расхода газа и поступает в увлажнитель 2,где насыщается парами рабочей жидкости для точного замера параметров двухфазногодвухкомпонентного потока перед обогреваемым рабочим участком 5. Сепаратор 3 капельной влаги необходим для отделения рабочей жидкости, находящейся в потоке в виде капель, с целью повышения точности замера количества рабочей жидкости, поступающей в камеру 4. Рабочая жидкость, выходящая из обогреваемого рабочего участка 5, в основном находится в парообразномсостоянии. Проходя через конденсатор 6, пары рабочей жидкости конденсируются, а капельная рабочая жидкость затем отделяется во влагоотделителе 7.Конденсатор б представляет собой трубчатый теплообменник. Вход в трубную полость конденсатора 6 соединен с выходом участка 5, а выход трубной полости конденсатора - с влагоотделителем 7. Для отвода тепла, выделяющегося в процессе конденсации паров рабочей жидкости, межтрубная полость конденсатора 6 соединена с магистралью газа перед вакуум-насосом, и в межтрубную полость подаются воздух и водадля создания высокоэффективного воздушноиспарительного процесса охлаждения.По мере накопления рабочей жидкостиво влагоотделителе 7 ее сливают в промежуточную емкость 10. Для этого закрываютвентиль 11, связывающий емкость 10 с линией сжатого воздуха, и открывают вентили 12и 13 на уравнительной и сливной магистралях, связывающие промежуточную емкость10 с влагоотделителем 7. Рабочая жидкостьпод собственной тяжестью переливается вемкость 10. Затем закрывают вентили 12 и 13на уравнительной и сливной магистраляхи вентилем 11, связывающим линию сжатоговоздуха и емкость 10, создают в ней давление больше, чем давление в баке 8, Гослеэтого открывают вентиль 14 и перегоняютрабочую жидкость из емкости 10 в бак 8,поддерживая в нем постоянное давление вентилем 15, связывающим расходный бак 8с атмосферой. В некоторых случаях удобноперегонять рабочую жидкость из емкости 10в расходный бак 8 при переменном давлениив последнем, при этом необходимо поддерживать расход рабочей жидкости, поступающей в камеру 4 смешения, с помощью вентиля 16.После того, как вся рабочая жидкостьиз промежуточной емкости 10 перетекла врасходный бак 8, закрывают вентили 14 и 15.Такая конструкция установки экономитдорогостоящую рабочую жидкость, увеличивает время непрерывной работы установки; повышает безопасность работы и предотвращает поломку вакуум-насоса или вентилятора от гидравлического удара,Формула изобретенияУстановка для исследования процесса тепломассообмена в двухфазном двухком1313 Составитель Р.Техред О. Лугова Тираж 1080 пило Редактор О. фиЗаказ 2428/38 Корректор М. ПожПодписное ппов ИПИ Г по делМоск ППП П тета ССкрытийнаб.,л. Про осударственного коми м изобретений и от а, Ж - 35, Раушскапатент, г. Ужгород, у 4/5 нап 130илиал.66 понентном потоке, содержащая обогреваемый рабочий участок с камерой смешения, к которой подключены расходный бак с рабочей жидкостью и газовая магистраль, и установленный за обогреваемым участком по ходу потока влагоотделитель, подсоединенный к вакуум-насосу, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности путем предотвращения потерь рабочей жидкости, установка дополнительно снабжена конденсатором испарительного типа, вклюценным одной полостью в линию связи обогреваемого участка с влагоотделителем, а другой - подсоединенным к вакуум-насосу и атмосфере, и промежуточной емкостью, подсоединенный с одной стороны к расходному баку, а с другой с помощью сливной и уравнительной магистралей - к влагоотделителю.5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Кремнев О. А., Сатановский А, Л. Воздушно-испарительное охлаждение оборудования. М., Машиностроение, 1967, с, 56.2. Авторское свидетельство СССР Мо 578554, кл. Г 28 Р 5/00, 1976.