Способ охлаждения термовакуум-камеры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7 С 3/00, Р 2 10 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕРМОВАКУУМКАМЕРЫ(57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет интенсифицировать процесс. Поток хладагентподают под давлением через устройстдля ввода хладагента в откачиваемуювакуумную камеру, поток хладагента,. ЯО 141154 электризуют и пропускают через электромагнитное поле постоянного магнита, линии магнитной индукции которо. го ориентируют перпендикулярно направлению потока хладагента. Вследст"вие этого капли хладагента, поступающие в камеру, имеют большую степень дисперсности. Уменьшение частицкапель жидкости приводит к увеличениюповерхности испарения и как следствиеэтого к интенсификации теплообмена.Процесс ведут в вакуумной камере придавлении в ней порядка 30-40 мм рт;лт. о Напряжение электризации при применении в качестве,хладагента азота составляет величину порядка 10 кВ. 1 ил. Я45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательнойтехнике на крайне низкие температурьпри пониженном атмосферном давлении.Цельизобретения - интенсификацияпроцесса.На чертеже изображена установкадля реализации предлагаемого способа.Установка содержит корпус 1, термовакуумную камеру, крьппку 2, криогенный экран 3, соединенный черезгермовводы 4 с системами подачи и отвода хладагента (не показаны). Корпус 1 соединен трубопроводом 5 че,: рез вентили 6 и 7 с вакуумным насосом 8 и дополнительным вакуумным насосом 9. Внутри криогенного экрана 3установлен объект 10 испытаний на 1теплоиэолированной подставке 11. Накорпусе 1 со стороны, противоположной трубопроводу 5, смонтированоустройство 12 для ввода хладагентав камеру, состоящее из корпуса 13 иустановленного внутри него централь ного электрода 14, выполненных, нап ример, из стали. С одной стороны 1электрод 14 заканчивается конусом 15, , а с другой реэьбовой частью 16.Имеется источник 17 постоянного тока,На корпусе 13 установлен электромагнит 18 с линиями магнитной индукциирасположенными перпендикулярно осикорпуса 13.Способ осуществляют следующим , образом.Объект 10 испытаний устанавливаютна подставку 11 и закрывают крышку 2.Затем включают вакуумный насос 8,открывают вентиль 6 и откачивают камеру ро требуемого давления газа.Далее включают дополнительный вакуумнасос 9, подают хладагент в криогенный экран 3 для предварительного захолаживания и одновременно с этимподают жидкий хладагент под давлением через устройство 12 для вводахладагента в камеру. Производительность вакуумного насоса 9 подбирается таким образом, чтобы давление газа в корпусе 1 не изменилось, Одновременно с подачей хладагента в корпус 1 подают напряжение на корпус 13и электрод 14, При прохождении охлаждающей жидкости через устройство12 для ввода хладагента жидкостьэлектризуется, так как центральныйэлектрод 14 и корпус 13 устройства 10 15 20 25 30 35 40 12 подключены к,источнику 17 постоянного тока высокого напряжения. Лоддействием электрического поля происходит распад пленки жидкости и образование капель. Образующиеся каплиприобретают электрический заряд, увеличивается их поверхностная энергия,что приводит к их охлаждению. Напряжение электризации при применении вкачестве хладагента жиЛкого азотасоставляет примерно 10 кВ,При прохождении через линии магнитной индукции электромагнита 18капли разряжаются и происходит ихдальнейшее охлаждение.Расположение линий магнитнойиндукции магнита 18 перпендикулярнонаправлению потока хладагента обеспечивает максимальное взаимодействиеэлектризованцых капель хладагента смагнитным полем и их резкое охлаждение.Таким образом, .обеспечиваются вы-,сокая дисперсность капель охлаждающейжидкости и их охлаждение. Так как вкорпусе 1 поддерживается разрежениепорядка 30-40 мм рт.ст. капли интенсивно испаряются вследствие превьппения давления насыщенного пара вблизиповерхности капли по отношению к давлению в камере. Это приводит к интенсификации теплообмена.После достиженйя температуройобъекта 10 испытания заданного значения прекращают подачу хладагента через устройство 12, выключают допол-,нительный вакуумный насос 9 и отключают источник 17 тока, Дальнейшееподдержание заданной температурына объекте 10 испытания обеспечивают регулированием расхода хладагента через криогенный экран 3. Величина потока.хладагента регулируется поступательным перемещением конуса 15. Силой, побуждающей двигаться хладагент в заданном направлении, является перепад давлений между давлением внутри объема термовакуум-камеры и давления на хладагент в его источнике. С помощью давления на хладаген 1 и положением конуса 15 регулируется первичная дисперсность вытекаемого хладагента. Расход хладагента определяется мощностью средств откачки и всегда существует множество соотношений между натекаемым и удаляемым газом. Взрывной характер разрушения заряженных, энергетически нозбужцен 14 11545цых капель следует из резкого уменьшения сил поверхностного натяжения капель. Это уменьшение пропорционально диэлектрической постоянной вакуума, вещества капли, квадрата потенциала и обратно пропорционально радиусу капли. На область взрывного разрушения капель накладывается маг-. нитное поле электромагнита 18 с условием специальной ориентации силовых линий так, что происходят движение по винтовой линии заряженных капель хладагента и расфокусировка потока. .Расфокусировка потока заряженных капель приводит к тому, что каждый элементарный акт взрыва капли происходит в большом объемеКроме того, движение по винтовой линии также увеличивает объем, в котором происходят разрушение и дробление капель. Магнитное поле, взаимодействуя с движущимся электрическим зарядом капли, увеличивает ее скорость пропорционально углу отклонения от первичной траектории. Увеличение объема разрушения и увеличение скорости, в данном случае, величины пропорциональные и приводят к постоянству времени прибывания капель в заданной области.Выделение холода происходит в резуяьтате вакуумирования капель жидкости, которое пропорционально площади контакта жидкости с вакуумом и глубиной вакуума. Глубина вакуума должна быть обязательно меньше давления насыщенных паров как в общем, так илокально данном месте. Снижение температуры капель при их дроблении связано с возрастанием площади поверхности вновь образовавшихся капель, что влечет, при постоянствес сил поверхцостцого натяжения, умень - шецие вцутреццей энергии каждой капли, а так как внутренняя энергияпропорциональна температуре, последняя снижается. Следовательно, выделение холода (интенсивность охлаждения) увеличивается це только ца величину степени диспергировация капель механическим распылением и электростатическим заряжением, цо и на величину возрастания объема при постоянном времени процесса,15 Способ реализуется ца стандартномоборудовании при изменении регулирования. последнего по режиму откачки,т.е. не требует капитальных затратна создание дорогих термовакуум-камер. Изготовление сравнительна прос"того устройства позволяет, при прочихравных условиях, значительно снизитьвремя испытаний за счет интенсификации теплообмеца и, как следствие, 25 уменьшить время выхода ца режим испытаний.Формула изобретенияЗо Способ охлаждения термовакуум-камеры, включающий откачку термовакуумкамеры, предварительное ее захолаживание хладагентом с дальнейшей оакачкой и одновременной подачей хладаген та в мелкодисперсном состоянии, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса, при подаче хладагента его подвергают воздействию электрического, а затем 40 электромагнитного полей, при этом линии магнитной индукции электромагнитного поля ориентируют перпендикулярно направлению потока хладагента.1411545 Составитель Г.Ольшанс ед М.Дид Заказ Зб 40/3 Тираж 448 ИНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушс/5 нно-полиграфическое предприятие изв Редактор О.Головач орректор В.Романенко митета открыт я наб,Ужгород, ул. Проектная,