Устройство для определения коэффициента теплообмена

СОВЕТСНИХсацмлндпнисеии СПУБЛИН шс 01 Я 2518 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН МИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЬПИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт высоких температур АН СССР(56) 1. Борисенко А.И., Потоцкий В.И., Яковлев А.И. Теплоотдача в осевых каналах ротора электрической машины. - "Электротехника", 1973, У 5, с,29-32.2. Авторское свидетельство СССР 9 670864, кл. С 01 И 2500, 196. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООБМЕНА при движении криогенного теплоносителя в каналах в поле центробежных сил, содержащее криостатированный статор, к крышке которого соосно с ним подвешен разьемный полый ротор, в вакуумированной полости которого установлены окружен,Л 0112 бб 2 б ные экранами измерительные каналы сдатчиками температуры и нагревателями и системы ввода криогенного теплоносителя в измерительные каналы ивывода его к расходомеру, расположенные на оси статора, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повыше ния надежности его при длительнойработе в условиях низких температур,система ввода криогенного теплоносителя в каналы ротора выполнена в виде емкости для криогенного теплоносителя, находящейся в статоре и сообщающейся с измерительными каналами через двустенную полую трубку ротора,зазор между стенками которой соединен с вакуумированной полостью ротора, .а система вывода теплоносителявыполнена в виде двустенной полойтрубки, проходящей через крышку статора, и через переходник вне зоныстатора соединена с расходомером.полости которого установлены окруженные экранами измерительные каналы сдатчиками температуры и нагревателями и системы ввода криогенного теплоносителя н измерительные каналы и вывода его к расходомеру, расположенныека оси статора, система ввода криогенного теплоносителя н каналы ротора выполнена н вице емкости для криогенного теплоносителя, находящейся нстаторе и сообщающейся с измерительными каналаьи через двустеккую полуютрубку ротора, зазор межцу стенкамикоторой соединен с вакууьированкойполостью ротора, а система выводатеплоносителя выполнена н виде днустекной полой трубки, проходящей через крышку статара, к через переходник вне зоны статора соединена с расходомером.На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.Устройство содержит кркостаткроваккый статор 1, снабженный азотными бачками для отсечения теллопритокон иэ зоны комнатных температур к исследуемому криогекному теплоносктелю,и полый разъемный ротор 2, нижняя часть нала которого представляет собой днустенную полую трубку 3, логру ,11255Изобретение относится к теплофизи-" ческим исследовательским установкам в частности к установкам, преднаэна" ченным для исследования теплообмена при движении криогенного теплоносителя во вращающемся канал . Реэуль 5 таты исследований могут бьть использованы в электротехнической промыш ленности для повышения надежности системы охлаждения роторов электрических машин со сверхпроводящей обмоткой.Известно устройство для определения коэффициента теплообмена при вынужденном движении теплоносителя, содержащее статор к ротор с расположенными в нем каналами для протока исследуемого теплоносителя и узлов подвода и нынода теплоносителя из ротора2 СУстройство позволяет исследовать теплообмен при вынужденном движении некриогекных теплоносителей во вращающемся канале, но не предназначено для исследования теплообмена криогенных жицкостей из-за отсутствия специальной криогенной теплоизоляции. В криогенном устройстве требуется тщательная тепловая изоляция всех криогенных частей от окружающей среды и теплых частей устройства. Криогенная изоляция качественно отлична от обычной, что приводит к существенному отличию криогенного устройства от известных "теплых" устройств.Наиболее близким к предлагаемому 35 является устройство для определения коэффициента теплообмена при движении криогенных жидкостей или газов н каналах в поле центробежных сил, содержащее криостатированный статор, 40 к крышке которого соосно с ним подвешен разъемный полый ротор в вакуумировакной полости которого установлены окруженные экранами измерительные каналы с датчиками температуры и 45 нагревателями и системы ввода криогенного теплоносителя в измерительные каналы и вывода его к расходомеру, расположенные на оси статора 12,Однако ввод криогенного теплоно сителя осуществляется с помощью специального устройства ввода и уплотнений, работающего при низких темпе" ратурах, что создает дополнительные источники теплопритока к криогенному 55 теплоносителю. Кроме того, вследствие малой надежности работы уплотнений при кизких температурах появляется 5 2воэможность подсоса воздуха в линию вывода теплоносителя, связывающую измерительные каналы с расходомером, что принодкт к ошибкам в измерении расхода криогенного теплоносителя. Для снятия теллопритока, идущего по измерительным цепям из зоны комнатных температур к датчикам экспериментальных каналов, этк цепи приходят через пространство, заполненное выходящими кз раздаточного коллектора кизкотемпературнымк парами криогенного теплоносителя. При этом герморазьем вывода измерительных цепей контактирует с низкотемпературкымк парами, что снижает надежность н работе вследствие возникающих больших термических напряжений.Цель изобретения - повышение кадежкостк определения при цлительной работе в условиях низких температур.Поставленная цель достигается тем, что н устройстве для определеккя коэффициента теплообмена при движении криогенного теплоносителя н каналах н голе центробежных сил, содержащем криостатиронакный статор, к крышке которого соосно с ким подвешен разъемный полый ротор, в накуумиронаккойженную в емкость статора с криогенным теплоносителем. В средней части ротора расположены измерительные каналы 4, окруженные тепловыми экранами 5 и связанные с осью ротора опорными тягами 6. Па наружной поверхности измерительных каналов размещены датчики 7 температуры и нагреватель 8. Измерительные каналы помещены в вакуумированную полость 9, на верхнем торце которой расположен теплообменник 10 с намотанными на нега проводами измерительных цепей, идущих от гермораэъема 11 к датчикам из;.;ерительных каналов. Теплообменник служит для снятия теплопритока, идущего по измерительным цепям из зоны комнатных температур к датчикам измерительных каналов. Верхняя часть ротора выполнена в виде двустенной полой трубки, проходящей через крышку статора 12, и на и:й вне зоны статора расположены переходник 13, вакуумный вентиль 14 и шкив 15. Через крышку статора проходит трубка 16 заполнения криогенной жидкостью емкости статора.Устройство работает следующим образом,С помощью клиноременной передачичерез шкив 15 вращение передается от 25525 4двигателя ротору 2 устройства. Поддействием разряжения, создаваемогонасосом в линии расходомера, криогенный теплоноситель из емкостикриостатированного статора 1 поступает в двустенную полую трубку нижней части вала ротора 3 и измеритель"ные каналы 4, затем проходит в теплообменник 10, охлаждая намотанные 10 на него провода измерительных цепей,и через зазор между стенками полойтрубки верхней части ротора и переходник 13 выводится, в линию расходомера.Перед началом работы полость 9 ваку умируется и заглушается с помощьювакуумного вентиля 14, В ходе эксперимента по мере расходования .криогенного теплоносителя из емкости криостатированного статора 1 его коли 2 п чество пополняется иэ сосуда Дьюарачерез трубку 16 заполнения.Применение предлагаемого .устройства позволит уменьшить теплопритоки ккриогенному теплоносителю, устранить 25 возможность подсоса воздуха в линиювывода теплоносителя и появление ошибок в измерении его расхода, улучшитьусловия работы герморазъема и охладить провода измерительных цепей,идущие к датчикам измерительных каналов.акаэ атент", г.ужгород, ул ектная 31/32 Тираж 822 ВНИИПИ Государственногпо делам иэобретенкй 113035, Москва, Ж, Р Подписноекомитета СССРоткрытийушская наб., д.