Стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно жидкостных теплообменников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 95 9) 5 Р 28 Э 15/00 ТЕНТН ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО СС(2 1 4810356/06 (22 05.04.90 (46 15.02.93, Бюл. М 6 71 Научно-производственное объединение пр кладной механики 72 М. И. Синченко, С. В. Третьяков, В. ф.нышов и К.Г. Смирнов-Васильев6 Авторское свидетельство СССР М 002801, кл. Р 28 О 15/00, 1985,Авторское свидетельство СССР М 1074193, кл, Р 28 О 15/00, 1986,Авторское свидетельство СССР Ь ОВООЗ, кл, Р О 4 В 51/ОО, 1955, (54) СТЕНД ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ И ГИДРАВЛИ- чеСких испытАний жидкостно- ЖИДКОСТНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ 57) Использование: изобретение относится к стендам для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников. Сущность .изобретения: стенд содержит основные контуры, в которые установлен испытуемый узел, и промежуточ-. ные контуры для нагреваемой и охлаждаемой сред, в каждом из которых параллельно установлены два рекуперативных теплообменника, включенные в основные контуры с образованием пары последовательно установленных теплообменников 6, 7, 13, 14 иэ разных промежуточных контуров, Размещение в основных контурах перепускных клапанов 20, 21, соединяющих вход и выход каждой пары рекуперативных теплообменников промежуточных контуров, позволяет повысить точность регулирования температуры ф рабочей жидкости. 1 ил.10 20 30 40 50 55 Предлагаемое изобретение относится кхладотехнике, а точнее к стендам для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостного теплообменника.Жидкостно-жидкостные теплообменникиявляются необходимой частью подавляющегобольшйнства систем терморегулирования ижизнеобеспечения транспортных и другихобъектов народного хозяйства и предназначены в основном для передачи тепла из внутреннего жидкостного контура системытерморегулирования к наружному, из котороготепло отводится тем или иным способом в окружающую среду.Поэтому создание эффективных и высокопроизводительных стендов для испытанийжидкостно-жидкостных теплообменников является актуальной задачей машиностроения.Из патентной литературы известенстенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников, состоящий из двух циркуляционнь 1 хконтуров для тепло-и хладоносителя, в последний из котррь 1 х включень 1 компрессор,конденсатор и испаритель, выполненный ввиде двух параллельно соединенных теплообменников, и связанные с циркуляционными контурами два промежуточных контура,а также стенд содержит две термостатируемые емкости, в которых размещены теплообменники испарителя, Термостатируемыеемкости подключены к одному из промекуточных контуров и к циркуляционному контуру для хладоносителя с образованиемдвух автономных контуров для трубного имежтрубного пространства испытуемоготеплообменника,Достоинством данного стенда являетсявозможность предварительно в термостатируемьх емкостях быстро доводить циркулирующий через них хладоноситель дотребуемой температуры, что сокращает время выхода всего стенда на необходимыйрежим работы.Недостатками данного стенда являются: сложность пневмогидравлической схемь 1 и большая инерционностьрегулирования температуры хладо-и теплоносителя, т, к. для изменения температурыжидкости поступающей в испьтуемый теплообменник необходимо изменить температуру всей жидкости заправленной втермостатируемые емкости.Известен стенд для испытания теплообменников, содержащий рабочие контуры исоединенные с ними через рекуперативныетеплообменники вспомогательные контурыдля охлаждения или нагрева жидкости, атакже в стенде дополнительно введены еще один рабочий контур и два рекуперативных теплообменника. Каждый вспомогательныйконтур снабжен автономной замкнутой циркуляционной системой,Достоинством данного стенда являетсявозможность сократить время проведенияиспытаний за счет исключения операций посливу, промывке и заполнению жидкостьюрабочего контура,Недостатками стенда является сложность пневмогидравлической схемы, содержащая несколько рабочих вспомогательныхконтуров и дополнительных теплообменников,Наиболее близким по технической сущности (прототипом), принятым за базовыйобъект к заявляемому стенду, являетсястенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников, содержащий основные контурытепло- и хладоносителей, в которые включены трубное и межтрубное пространство испытуемого теплообменника, а также стендснабжен промежуточными контурами длянагреваемой и охлаждаемой сред, связанными с основными контурами при помощирекуперативных теплообменников.Стенд имеет простую пневмогидравлическую схему, содержащую минимально необходимое количество циркуляционныхконтуров и гидравлических узлов, а такжепозволяет проводить испытания в широкомдиапазоне температурных нагрузок, однако, стенд обладает существенным недостатком, выражающимся в следующем;- большая инерционность регулирования температуры рабочей жидкости в основных контурах тепло- и хладоносителей и какследствие, низкая точность поддержаниятемпературы жидкости,Низкая точность поддержания температуры жидкости в основных контурах обусловлены тем, что для регулированиятемпературы в основных контурах необходимо предварительно изменить температуру в промежуточных контурах,Целью предлагаемого изобретения является повышение точности регулированиятемпературы рабочей жидкости.Указанная цель достигается тем, что восновных контурах установлены перепускные клапана, соединяющие вход и выходкаждой пары рекуперативных теплообменников промежуточных контуров,На чертеже схематически изобракенпредлагаемый стенд,Устройство содержит промежуточные иосновные контуры циркуляции жидкости, Впромежуточный контур хладоносителявключены емкость 1 со змеевиком 2 дляподачи газообразного азота, насос 3, венти 1795253ли 4, 5 и параллельно соединены двухполостные теплообменники 6, 7, а в промежуточный контур циркуляции теплоносителя,установлены емкость 8 с нагревателем 9,насос 10, вентили 11, 12 и паралллельно 5двухполостные теплообменники 13. 14.Основные контуры тепло- и хладоносителя, в которые включены трубное, и межтрубное пространства испытуемоготеплообменника 15, взаимозаменяемые в 1 Оработе, имеют одинаковое схемное решение и содержат соответственно емкости 16,17 с рабочими жидкостями, насосы 18, 19,клапаны перепускные 20, 21; выходы которых соединяют вход и выход каждой пары 15рекуперативных теплообменников 6, 7, 13,14 из промежуточных контуров, включенных с образованием пары последовательноустановленных теплообменников, Так же восновных контурах установлены расходомеры 22, 23, датчики температуры 24, 25, 26,27 и термометры 28, 29,Работа стенда осуществляется следующим образом,При испытании межтрубного пространства испытуемого теплосбменникэ 15, хладоносителя, а трубного пространстватеплоносителем, работа осуществляется вследующем поглядке. В змеевик 2 емкости 1подается хладагент, например, жидкий аэст, 30который охлаждает рабочую жидкость емкости 1 до температуры ниже требуемсдляиспытания теплообменника 15. При этом работает насос 3, прокачивал жидкость черезоткрытый вентиль 4, рекуперативный теплообменник 16, а затем в емкость 1. Нагреваемый в это время теплоноситель нагревателем9 в емкости 8 прокачивается насосом 10 черезвентиль 11, рекуперативный теплообменник13 и возвращается в емкость 8, Теплоноситель нагревается до температуры превышающей требуемую для испытаниятеплообменника 15.После достижения в промежуточныхконтурах необходимой температуры включаются насосы 18, 19 основных контуров ижидкость в них подается через перепускныеклапаны 20, 21, вторую полость рекуперативных теплообменников 13, 14, трубное имежтрубное пространство испытуемого 50теплообменника 15 в емкости 16, 17. Додостижения требуемой температуры жидкости в основных контурах для испытания теплообменника клапаны перепускные 20, 21всю жидкость направляют через рекупера тивные теплообменники 13, 14, другой выход перепускных клапанов закрыт,После превышенитребуемой температуры жидкости необходимой для испытания теплообменника, в основных контурах, в клапанах перепускных 20, 21 открывается второй выход и часть жидкости направляется минуя рекуперативные теплообменники 13, 14. При этом при смешивании жидкости, нагретой в рекуперативных теплообменниках 13, 14 и той, которая минуя их, обеспечивается температура жидкости, необходимая для испытания теплообменника 15. После выхода на режим исследуемого теплообменника устанавливают требуемый расход жидкости в основных контурах по показаниям расходомеров 22, 23, регулируя напряжение питания насосов 18, 19 и ведут замеры температуры с помощью термометров 24, 25, 26, 27, и гидравлического сопротивления по манометру 28, 29,Таким образом, поддержание требуемой температуры жидкости в основных контурах проводится с помощью перепускных клапанов, которые изменяют расход жидкости, проходящей через рекуперативные теплообменники и мимо их. При этом повышается точность поддержания температуры жидкости, так как перераспределение жидкости перепускными клапанами происходит с малой инерционностью по показаниям датчиков температуры блоком управления, не показанным на чертеже, и нет необходимости изменять температуру жидкости в промежуточных контурах.Таким образом, наличие в основных контурах перепускных клапанов, соединяющих вход и выход каждой пары рекуперэтивных теплообменников промежуточных контуров, позволяет заявителю сделать вывод о наличии существенных отличительных признаков заявляемого обьекта, отличающий его от прототипа и дающих положительный эффект, позволяющий:1, Повысить точность регулирования температуры рабочей жидкости,Реализация предполагаемого изобретения достигается доступными конструктивными и технологическими решениями, Технические и общественно полезные преимущества предлагаемого объекта позволили взять его ээ основу при создании стендов для проведения тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостного теплообмен ника,1795253 Формула изобретения Составитель М.СинченкоТехред М.Моргентал Корректор М.Ткач Редактор Заказ 421 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников, содержащий основные контуры 5 тепло-и хладоносителей, в которые включены теплообменные полости испытуемого теплообменника, и промежуточные контуры для наФгреваемой и охлаждаемой сред, в каждом из которых параллельно установлены два реку ператйвных теплообменника, включены в основные контуры, с образованием пары последовательно установленных теплообменников из разных промежуточных контуров, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, стенд дополнительно содержит два перепускных клапана, установленных в каждом иэ основных контуров и соединяющих вход и выход каждой пары рекуперативных теплообменников промежуточных контуров,