Способ определения термического сопротивления отложений в энергетических установках

(21) (22) (46) (71) зики (72) и В,С в энергетических уста овкахим отл теплоносител жения. Целью овышение точи ического сопр генерируюретения яв- определевления отло- тепловом о ется т.ния тежений. и но заключается воздеиствии на нку, изме оздействи енки и те укаэанных еское соп ,0-2,5 ра орости те енной кон ого возде(56 вог тур тано К сл терм о ч сго В 1 я ск вы векции либо мощностйствия на стенку в епл(57)фиэи ИЯ ТЕРМИЧЕСКОГ ИЙ В ЭНЕРГЕТИСПОСОБ ОПРЕДЕЛЕН ТИВЛЕНИЯ ОТЛОЖЕН ИХ УСТАНОВКАХ Изобретение относи еским измерениям и режим пения, повторяют измерени и определ ние отло ле с уч величин,яют термическений по аналитом значений сопротивлеческой форммеренных я к тепло ожет быть и кого позволяет при расчете термисопротивления отложений поческой формуле использоватьтаты повторных измерений, амать как в известном способе до равенстве коэффициента течи на поверхности стенки бежений коэффициенту теплоотдповерхности отложений, контс теплоносителем, что можетк существенной погрешности иразличного состояния и рельезанных поверхностей.В известцом способе пдением опытов по изученсти образования отложений пр зическмерениюотложе нал ти- ль- риниение; резу не п опущ плоот а ь изобретен определения ия отложени вьппение точеского сопроя да от терчи,о л Т чи й ность о еления ожений мического предлагае ктирующприводиз-зафа укасопротивления от мому способу воз с известным спос го, что в нем по шают термическое ь стаетом всл вн вне той уменьле измере сопротивл ителю в 2 ние тепл 2,5 раза ния, Это еред провеию интенсив тдачи к теплоно и проводят повт е изме оводя ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4147454/31-2514.11,8623.09.89. Бюл. В 35Институт технической теплофи- АН УССРМ.В.Страдомский, Е,А.Максимов ,Маляров536.6(088.8)Сеня Л.И. Парогенераторные уски на морской воде 1 Энергия"979, с. 233.лпин И,П, Отложения на теплощих поверхностях деталей камеры ния. - Двигателестроение, 1981, с. 9-10. зобретение относится к теплофи-мерениям, а именно к и термического сопротивлени й в энергетических устано подверженную отложени ренин мощности теплоя, измерении темпераплоносителя При этом измерений уменьшают ротивление теплоотдаза путем регулироваплоносителя в режиме(1) 35 3 15 указанные измерения при полном удалении отложений с поверхности стенки, что дает возможность определить коэффициент теплоотдачи по фо где Ы - коэффициент теплоотдачи ктеплоносителю от поверхности стенки;Ч, - мощность теплового воздействия на стенку;Р - площадь контактирующей степлоносителем поверхностистенки;Тс - температура контактирующейс теплоносителем поверхности стенки; .Т - температура теплоносителя.По мере образования отложений осуществляют те же измерения (при этом мощность теплового воздействия на стенку и температура теплоносителя поддерживаются неизменными) и термическое сопротивление отложений вычисляют по Формуле1сК---- , - , ( 2)от 77, ф где В - термическое сопротивлениеотложений;Т- температура поверхностистенки при наличии отложений;с. - коэффициент теплоотдачик теплоносителю.от поверхности отложений, которыйприравнивается к К и определяется по выражению( 1.) .Величина коэффициента теплоотдачи от поверхности стенки к теплоносителю в значительной мере зависит от ее состояния ( вида шероховатости, ее неоднородности и геометрических характеристик) й рельефа ( из огнутости) . Так , при вынужденной конвекции этим определяется толщина и огра- ночного . слоя , а при кипении - количество центров парообраэования . На йрактике , как правило , состояние и рельеф поверхностей стенки и о тложений не совпадают и , следовательно , принятое в известном способе допущение не соблюдается .На чертеже показана схема устройства для реализации предлагаемо 09700 4го способа определения термическогосопротивления отложений в энергетических установках.Устройство содержит камеру 1энергетической установки, в которойпомещен теплоноситель, В стенке 2,подверженной отложениям 3, образующимся из теплоносителя, установлензаподлицо с ее поверхностью блок 4,выполненный из материала стенки 2и отделенный от нее и окружающейсреды теплоизолятором 5. В блоке 4для осуществления теплового воздействия на него размещен нагреватель6, мощность которого регулируетсяреостатом 7 и измеряется прибором 8.Измерение температуры поверхностистенки 2, подверженной отложениям 3, 20 осуществляется термопарой 9, а измерение температуры теплоносителя "термопарой 10. Показания термопаррегистрируются прибором 11. В режиме вынужденной конвекции регулировка 25 расхода (скорости) теплоносителя осу,ществляется насосом 12.Согласно предлагаемому способуосуществляются две серии измеренийпри отличающихся по величине коэф Фициентах теплоотдачи от поверхностиотложений к теплоносителю. В этомслучае для определения термическогосопротивления отложений имеется двауравненияТ - Т 1В(3)от цууфТс-Хт 1В = , - -,(4)от о ур зт 40где индексыи " указывают, что величины относятся соответственно кпервому и второму режимам 01. п(К, В гт) (5)Отц /Р пЯ/Р ивКоэффициент теплоотдачи к теплоносителю Мтс достаточной для прак"тических расчетов степенью точности 50 можно оценить по следующим формулам:в режиме вынужденной конвекцииЫт = сопеФФо,йталонная и измеренная величины термического сопротивления 45отложений;и = о /,Экспериментальные данные показывают что по мере возрастания соотноищения Ыт /6 т погрешность определе ния термического сопротивления отложений уменьшается, причем наиболее существенное уменьшение погрешности происходит до значений п = 2,0-2,5, Эти значения п обеспечиваются при 55 увеличении скорости теплоносителя либо мощности теплового воздействия на стенку в 3-4 раза (см. выражения .(6) и (7). Кроме того, увеличение а рет шит чес я термиений безсколькуому спол е и отло- змерени о ни и 5 15Иэ формул (6) и (7) следует, что в режиме вынужденной конвекции для изменения М удобнее всего регулировать скорость теплоносителя, а в режиме кипения - плотность передава емого теплоносителю теплового потока, т.е. мощность теплового воздействия на стенку. При этом указанные параметры желательно увеличивать, поскольку уменьшение скорости теплоносителя в режиме вынужденнбй конвекции может привести к перегреву стенки и ее разрушению, а уменьшение плотности передаваемого теплоносителю теплового потока в режиме кипения может привести к исчезновению самого кипения, т.е. к неопределенности в режиме охлаждения и, следовательно, к невозможности корректного управления им.Соотношение между величинами коэффициента теплоотдачи к теплоносителю при первом и втором режимах выбрано на основании опытов, которые проводились на специальной установке, при этом отложения имитировались с известным термическим сопротивлением. В процессе исследований в режиме вынужденной конвекции увеличивался с помощью насоса расход (скорость) теплоносителя, а в режиме кипения с помощью нагревателя - мощность теплового воздействия на стенку. При обработке экспериментальных данных определяли погрешность измерения термического сопротивления отложений скорости теплоносителя по сравнению с первоначальной ограничено,как правило, производительностью насоса, В режиме кипения возрастаниемощности теплового воздействия более чем в 4 раза может привести кпереходу от пузырькового кипения кпленочному и, как результат, к перегреву стенки и ее разрушению. Игхсдя из этого, наиболее оптимальнымявляется соотношение Последовательность осуществления предлагаемого способа определения термического сопротивления отложений следующая.На нагреватель 6 подается ток от реостата 7, в результате чего осуществляется тепловое воздействие на блок 4, который является имитатором стенки 2, поскольку он выполнен из материала стенки 2 и его поверхность со стороны отложений установлена эа- . подлицо с, соответствующей поверхностью стенки 2, При работе в режиме вынужденной конвекции включается насос 12, посредством чего устанавливается определенная скорость теплоносителя в камере 1, После выхода установки на установившийся тепловой режим с помощью прибора 8 измеряют мощность теплового. воздействия на стенку, а с помощью термопар 9 и 10, а также рег ис тра тора 11 соотве тс твенноЪ температуру поверхности стенки теплоносителя. Затем увеличивают производительность насоса 12 ( скорость теплоносителя). в 3 - 4 раза, повторяют предыдущие измерения и определяют термическое сопротивление отложений 3 по формуле (5). При работе в режиме кипения насос 12 не включают, а повторные измерения осуществляют после увеличения мощности теплового воздействия в 3-4 раза с помощью реостат 7. аким образом, предлагае Л. ние позволяет существен погрешность определени ого сопротивления отлож жнения эксперимента, по то необходимых по извести измерений при отсутств й йроводятся повторные их наличии.1509700Формула изобретения Составитель В. Филатоваедактор В. Данко Техред Л,Олийнык Корректор Т, Па з 5798/37 Государс Тираж 789 Под енного комитета по изобре 13035, Москва, Ж, Рауш За ВНИИПИ писно ениям ям при ГКНТ ССС откр ая н Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 Способ определения термического сопротивления отложений в энергетических установках, включающий тепловое воздействие на подверженную отложениям стенку, измерение мощности теплового воздействия, измерение температуры стенки и теплоносителя, из которого образуются отложения, и определение искомой величины по аналитической формуле, о т л и ч ающи й с я тем, что, с целью повьппения точности определения, после измерений уменьшают термическое сопротивление теплоотдачи к теплоносителю в 2-2,5 раза путем регулирования скорости теплоносителя в режиме вынужденной конвекции или путем регулирования мощности теплового воздействия на стенку в режиме кипения, повторяют измерение и определяют термическое сопротивление отложений с учетом измеренных величин.