Способ определения характера распределения жидкости в двухфазном потоке теплоносителя

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 9) (И) 22076 28 Р 13/12 27/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ д жидо го по(21) 3554803/24-06(56) Болтенко Э.А. и др. Расхо кости в ядре дисперсно-кольцев тока и кризис теплоотдачи. Препринт ФЭН, Обнинск, 1980, с. 20.Болтенко Э.А, и др. Распределение жидкости между ядром потока и пленкой при дисперсно-кольцевом режиме течения фреона в трубе. Препринт,ФЭИ, Обнинск, 1978, с. 9.(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ по длине канала путем размещения вдоль каналадискретных подвижных нагревателей ипериодического отбора теплоносителяна выходе из канала при перемещениинагревателей с изменением расстояниямеждуними, отличающийсятем, что, с целью повышения точнбстиисследований в условиях турбулизированного потока теплоносителя, в канале между нагревателями предварительно устанавливают турбулизаторы иперемещают их совместно с нагревате1122 45 Изобретение относится к областитеплофизических исследований, в частности, может быть использовано приизмерении структуры двухфазного потока в парогенерирующих каналах с 5различными интенсификаторами теплосъема в области дисперсно-кольцевогорежима течения.Известен способ определения кризиса теплоотдачи путем использования 1 Оинтегральных характеристик двухфазного потока, таких, как расход жидкости в пристенной пленке и в ядрепотока, расход пара,Получение интегральных характеристик двухфазного потока, в частности,расхода жидкости в пристенной пленкеи ядре, достаточно сложно, посколькутребует интегрирования локальных характеристик по сечению канала, что, 20в свою очередь, требует знания профиля скорости, который имеет сложный.вид и зависит от большого количествапеременных, трудно поддающихся обобщению. Кроме того, датчики для измерения локальных характеристик недостаточно надежны и вносят возмущенияв измеряемый поток, что приводит кнеконтролируемым погрешностям приизмерении.Ближайшим техническим решением является способ определения характерараспределения жидкости в двухфазномпотоке теплоносителя по длине каналапутем размещения вдоль канала дискрет-Зных подвижных нагревателей и периоди-.ческого отбора теплоносителя на выходе из канала при перемещении нагревателей с изменением расстояния между ними,Камера отбора представляет собойлибо кольцевую щель, через которуюотсасывается двухФазная проба, либовместо кольцевой щели используетсяпористая вставка. Измерение, например, расхода жидкости в пристенной пленке, осуществляется следующим образом. Отбирается двухфазная проба камерой, установленной на выходе канала, затем тем или 50 иным способом двухфазная проба разделяется на жидкостную и паровую составляющие. Изменяя перепад давления в сечении отбора, получают ряд проб с различным содержанием жидкости и пара.55 На основе измерений строится график расхода жидкости в зависимости от рас" хода пара,из которого определяется 076 аобласть инвариантности расхода отбираемой жидкости и расхода пара. Экстраполируя эту область до пересечения с осью ординат, определяют расход жидкости в пристенной пленке, Если необходимо провести измерения по длине канала, передвигают нижний токо- подвод по направлению движения теплоносителя, тем самым изменяя длину участка подвода тепла, и проводят измерения камерой, установленной на выходе канала. Такие измерения проводят на трубах с равномерным тепловы- делением по длине, поскольку в этом случае передвижение камеры отбора в направлении против движения теплоносителя эквивалентно перемещению, токо- подвода по направлению движения теплоносителяНедостатком указанного способа является низкая точность исследований в условиях турбулизированного потока теплоносителя, так как передвижение камеры отбора против движения теплоносителя в этом случае неэквивалентно перемещению токоподвода по направлению движения теплоносителя.Целью изобретения является повышение точности исследований в условиях турбулизированного потока теплоносителя. Указанная цель достигается тем, что в известном способе определения характера распределения жидкости в двухфазном потоке теплоносителя ло длине канала путем размещения вдоль канала дискретных подвижных нагревателей и периодического отбора теплоносителя на выходе из канала при перемещении нагревателей с изменением расстояния между ними, в канале между нагревателями предварительно устанавливают турбулизаторы и перемещают их совместно с нагревателями.На чертеже схематично изображено устройство, реализующее описанный способ.Устройство содержит канал 1 с дискретными подвижными нагревателями в виде токоподводов 2 и турбулизаторами 3 и камеру отбора 4, В каче стве турбулизаторов 3 использовались разрезные съемные кольца, выполненные из материала, обладающего упругими свойствами, например бронзы, и разрезанные в одном месте по радиусу. Величина разреза выбиралась такой, чтобы после установки колец раэ3 1122рез убирался, так как перетечки жидкости через разрез могут нарушитьусловия, эксперимента. Внутренний диаметр кольца больше внутреннего диаметра канала и выбирается иэ условияобеспечения необходимой силы прижатия кольца к внутренней стенке. Таким образом, крепление колец осуществляется за счет сил упругости. Внутренний диаметр колец, шаг между ними 1 Овыбирается из условий эксперимента.Описанный способ осуществляетсяследующим образом.Изготавливаются разрезные турбулизаторы необходимых геометрических 1размеров, которые затем с помощьюспециально изготовленного приспособления устанавливаются в трубе и удерживаются в ней за счет сил упругости. К трубе подводится тепловой поток 2 ппри помощи пропускания тока через трубу. Участок 1 служит входным дляучастка 1 , в котором установленытурбулизаторы. После этого устанавливаются необходимые режимные параметры. В данном случае - это массовая " скорость теплоносителя фреон)2000 кг/м с, давление в канале1,06 МПа. Длины участков 1, = 2 м,1 = 1,5 м, внутренний диаметр трубы -3 бо мм. Высота разрезного кольца, имитирующего турбулизатор - 1 мм. Установив необходимые режимные параметры,проводят измерение расхода жидкостив пленке. камерой отбора 4, установ 35ленной на выходе трубы. С этой цельюизменяют перепад давления между вхо 076 4дом в камеру отбора и выходом из нее (вход в насос циркуляционный), при каждом фиксированном перепаде давления отбирают двухфазную пробу и разделяют ее в сепараторе на жидкостную и объемную составляющие, Затем строят зависимость расхода жидкости от расхода пара, определяют область инвариантности расхода жидкости от расхода пара и эксраполируют эту область до пересечения с осью ординат, определив таким образом расход жидкости в пленке в данном сечении канала, продолжают измерения. Для этого перемещают нижний и средний токоподвод, меняя таким образом длину теплоподвода участок 1), затем перемещают с помощью специального приспособления интенсификаторы и устанавливают их таким образом, чтобы на длине подвода теплового потока, геометрия интенсификаторов и их расположение оставались неизменными, После этого измеряют расход жидкости в пленке камерой отбора, установленной на выходе. Цикл измерений повторяется необходимое число раз. На основе Полученных данных по расходам жидкости в пленке в различных сечениях определяются (иэ уравнения баланса) расходы жидкости в ядре потока, т,е. распределение жидкости между ядром потока и пристенной пленкойОписанный способ позволяет провести исследования в условиях турбулизированного потока теплоносителя и повышает точность исследований в целом.1 3 22076 Редактор Л. Народная Техред К,Попович Корректор А. Зимокосов Заказ 6496/3 Тираж 589ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4