Стенд для теплотехнических испытаний теплообменников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 77 151)5 Р 0 1Ов иА;,/тз,; т;. -;. еа ЗОБРЕТЕДЕТЕЛЬСТВУ ПИС ТОРСКОМУ СВИ к 9 и 10ми ор-.к насо-. такжемм ССУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИВБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторско-технологнческое бюро по криогенной технике с опытным производством физи отехнического института низких температур АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 606003, кл. Р 04 В 51/00, 1976,(54) СТЕНД ДЛЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИИ ТЕПЛООБМЕННИКОВ(57) Изобретение позволяет снизитьэнергозатраты на проведение технологических испытаний теплообменников(Т) на стенде и автоматизировать настройку температурного режима, Циркуляционный контур (К) 1 рабочей среды выполнен в виде последовательносвязанных между собой расходного бака 2 и насоса 3, подключенных к соответствующему входу 4 и выходу 5 испытуемого Т 6 посредством запорно-регулирующих органов 7 и 8. Рекуперативные Т 9 и 10 установлены в.К 1 на входе 4. Т 9 связан с К 11 теплоносителя, а Т 1 О - с К 12 хладоносителя с подключенными к нему холодильным агрегатом 13 и испарителем 14. Т подключены запорно-регулирующи ганами 24 и 25 .соответственносу 3 параплельно друг другу а к байпасной гидролинии (Г) 22 . Т 10, выполнен в,виде корпуса 26 с установленным в нем змеевиком 27 К 1 и змее- й виком исварителя 14 К 2 связанного с агрегатом 13 через Т 30, Г 22 выполнена в виде двух параллельных Г 35 и. 36, В Г Зб установлен электромагнитный клапан 37, связанный через регулятор 38 т-рыс датчиком 21 т-ры рабочей среды. 2 з,п.ф-лы, 1 ил1610077 Изобретение относится к испытат льной технике, в частности к стендам для теплотехнических испытаний,и может быть использовано в компрессо - 5построении и при исследовании тепло-:технических характеристик теплообменников поршневых машин.Цель изобретения - снижение энергозатрат на проведение испытаний и автоматиз ация настройки температурногорежима,На чертеже представлена схема предлагаемого стенда.Стенд для теплотехнических испытаний теплообменников, например, поршневых машин содержит циркуляционныйконтур 1 рабочей среды, выполненныйв виде связанных последовательно между собой расходного бака 2 и насоса3, подключенных к соответствующемувходу 4 и выходу 5 испытуемого теплообменника 6 посредством запорно-регулирующих органов 7 и 8, рекуперативные теплообменники 9 и 10, установ.ленные в циркуляционном контуре 1 навходе 4 в испытуемый теплообменник 6,один из которых (теплообменник 9) .связан с контуром 11 теплоносителя,а другой - с контуром 12 хладоносителя с подключенными к нему холодильнымагрегатом 13 и испарителем 14, и датчики 15-21 расхода давления и температуры рабочей среды. Стенд снабженбайпасной гидролинией 22 с установлен 35ным в ней запорно-регулирующим органом 23, Рекуперативные теплообменники9 и 1 О подключены каждый с помощьюэапорно-регулирующего органа 24 и 25к насосу 3 циркуляционного контура 1 40рабочей среды параллельно друг другуи байпаснойгидролинии 22, Кроме того,рекуперативный теплообменник 10, связанный с контуром 12 хладоносителя,выполнен в виде корпуса 26 с установленными в нем змеевиком 27. циркуляционного контура 1 рабочей среды и змеевиком (не показан) испаритепя 14 контура 12 хладоносителя, связанного свходом 28 и выходом 29 холодильногоагрегата 13 через противоточный теп-лообменник .30, .входная линия 31 которого сообщена с входом 32 змеевикаиспарителя 14 через термовентиль 33и с выходом 29 холодильного агрегата13 через рекуиеративньд теплообменник34, связанный вместе с рекуперативным телообменником 9 циркуляционного контура 1 рабочей среды с контуром 11 теплоносителя. Байпасная гидролиния 22 выполнена в виде двух параллельных гидролин,.й 35 и 36, в одной из которых установлен электромагнитный клапан 37, связанный через ре - гулятор 38 температуры с датчиком 21 температуры рабочей среды, В состав циркуляционного контура 1 входят коллекторы 39 и 40, а также гидролинии 41-43. Испытуемый теплообменник 6 испытывают в составе поршневой машины 44. Корпус 26 теплообменника 1 О заполнен промежуточным теплоносителем 45. На выходе 47 змеевика 14 монтируют термобаллон 46. Датчик 18 температуры подключают к связанному с холодильным агрегатом 13 термореле 48.Стенд для теплотехнических испытаний работает следующим образом.При включении насоса 3 рабочая среда из расходного бака 2 циркуляционного контура 1 поступает в коллектор 39 и далее через параллельные гидролинии 41-43 и 36 с установленными в них запорно-регулирующими органами 23, 24 и 25 и электромагнитным клапаном 37 соответственно - в коллектор 40, из которого через запорно-регулирующий орган 7 подается на вход 4 испытуемого теплообменника 5, а с его выхода 5 через запорно-регулирующий орган 8 - вновь в расходный бак 2. В диапазоне положитепьных температур (+20 - +40 С) рабочая среда проходит от насоса 3 по гидролинии 43 ч ер ез рекуперативный теплообменник 9, где охлаждается, например, водой или водопроводной сети (не показано), циркулирующей в теплообменнике 9 и по гидролинии 35 байпасной гидролинии 22, В диапазоне, включающем отрицательные температуры (-20 . - +20 С), раобочая среда от насоса 3 проходит по гидролинии 42 через змеевик 27 теплообменника 10, где охлаждается, а так - же по гидролинии 35. Потоки рабочей среды, охлажденные в теплообменниках 9 и 10, смешиваются в коллекторе 40 с потоком неохлажденной рабочей среды, поступающей по гидролинии 35 байпасной гидролинии 22 или в автоматическом режиме по гидролинии 36, При этом температура рабочей среды на входе 4 испытуемого теплообменника 6 и, следовательно, в расходном баке 2 пропорциональна количествам охлажденной и неохпажденной рабочей среды, поступающей в коллектор 40, соотношениекоторых регулируется с помощью попарно работающих запорно-регулирующихорганов 23, 25 и 23, 24 при ручномрегулировании температуры и с помощьюорганов 25, 37 и 24, 37 при автомати 5ческом регулировании. При работе в автоматическом режиме перекрывают запорно-регулирующий орган 23 в гидролинии35 и включают регулятор 38 температуры с помощью которого устанавливаютопределенный температурный режим. Регулятор 38 по сигналу датчика 21 температуры включает нормально закрытыйэлектромагнитный клапан 37 при понижежи температуры рабочей среды нижезначения температуры, установленногоавтоматическим регулятором 38. В этомслучае поток неохлажденной рабочейсреды через открытый электромагнитный 20клапан 37 поступает в коллектор 40 итемпература рабочей среды на входе4 в теплообменник 6 повышается,После повышения температуры рабочейсреды до определенного значения регулятор 38 по сигналу датчика 21 отключае 1 электромагнитный клапан 37.Ори работе стенда измеряют давление и температуру рабочей среды датчикми 16 и 17 давления и датчиками 19 30и 211 температуры на входе 4 и выходе5 испытуемого теплообменника 6, Расход рабочей среды определяется с помощ 1 ью датчика 15 расхода, По показаниям датчиков 16 и 17 давления опре 35деляют гидр авлич еское со про тивлени етеплообменника 6 поршневой машины 44,а по показаниям датчиков 19, 20 н 15температуры и расхода соответственнотегщоотдачу поршневой машины 44 в рабочую среду.Работу стенда в положительном температурном диапазоне обеспечивает теплообменник 9, включенный в контур 11теплоносителяКонтур 11 подключен, 45например, к источнику (не показан)технической воды, которая последовательно проходит через рекуперативныйтепцообменник 9, где отбирает теплоот рабочей среды, идущей по гидролинии 43, и через рекуперативный теплообменник 34, где отбирает тепло отхладоносителя (например, Фреона) контура 12 хладоносителя, который поступает с выхода 29 холодильного агрега 55та 13.Далее охлаждаемый хладоносите;,ьпоступает в рекуперативный теплооб -менник 30, где дополнительно охла -дается обратным потоком паров хладоносителя, идущего на вход 28 холодильного агрегата 13, и, дросселируясьчерез термовентиль 33, подается навход 32 испарителя 14 теплообменника10 и "кипит" в нем, охлаждая омывающийего промежуточный теплоноситель 45,напитый в корпус 26 теплообменника 10.Количество хладоносителя, поступающего в испаритель 14, регулируется спомощью термовентиля 33 при наладкестенда в зависимости от необходимойхолодопроизводительности, а в процессе работы - от термобаллона 46,установленного,на выходе 47 испарителя 14, в зависимости от температуры паров хладоносителя.После испарителя 14 холодные пары фреона поступают в рекуперативныйтеплообменник 30, где охлаждают жидкий хладоноситель (фреон) перед поступлением в термовентиль 33, а затемпоступают в холодильный агрегат 13.Температура промежуточного теплоносителя 45 поддерживается постоянной0(например, минус 25 С), Холодильныйагрегат 13 работает до тех пор, покатемпература промежуточного теплоносителя 45 не понизится до установленного ее значения, тогда по сигналу датчик а 18 т ер мор еле 4 8 вы ключ ает холодильный агрегат 13, а при повышениитемпературы до определенного значенияпо сигналу датчика 18 включает холодильный агрегат 13,Формула из обр г т ения 1, Стенд для теплотехнических ис-: пытаний теплообменников, например, поршневых агрегатов, содержащий циркуляционный контур рабочей среды, выполненный в виде связанных последовательно. между собой расходного бака инасоса, подключенных к соответствующим входу и выходу испытуемого теплообменника с помощью запорно-регулирующих органов, рекуперативные теплообменники, установленные в циркуляционном контуре на входе в испытуемый теплообменник, один из которых связан с контуром теплоносителя, а другой - с контуром хладоносителя с подключенными к нему холодильным агрегатом и испарителем, датчики расхода, давления и температуры рабочей среды, отличающий сятем, что., с целью снижения энергозатрат на проведение испытаний, стенд снабжен бай1 б 10077 Составитель Л,ГостеваТехред М.Дидык Корректор М.Шароши Редактор А.Лежнина Заказ 3719 Тираж 500 ПодписиаеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 пасной гидролинией с установленным в ней запорно-регулирующим органом, рекуперативные теплообменники подключены каждый с помощью запорно-регулиру 5 ющего органа к насосу циркуляционного контура рабочей среды параллельно друг другу и байпасной гидролинии.2. Стенд по п; 1, о т л и ч а ю - щ и й с я т ем, что р еку пер атив ный теплообменник, связанный с контуром хладоносителя, выполнен в виде корпуса с установленными в нем змеевиком циркуляционного контура рабочей среды и змеевиком испарителя контура хладоносителя, связанного с входом и выходом холодильного агрегата через противоточный .теплообменник, входная линия которого сообщена с входом змеевика испарителя через термовентиль ис выходом холодильного агрегата через рекуперативный теплообменник, связанный совместно с рекуперативным теплообменником циркуляционного контурарабочей среды с контуром теплоносителя.3. Стенд по и, 1, о т л и ч а .ющ и й с я тем, что, с целью автоматизации настройки температурного режима,байпасная гидролиния выполнена в виде двух параллельных гидролиний, водной из которых установлен электромагнитный клапан, связанный через регулятор температуры с датчиком температуры рабочей среды,Ж