Установка для моделирования теплообмена в жидкометаллических системах охлаждения

Для этого на противоположном от обогреваемой поверхности краю верхней стенкирабочей емкости установлен наклонный патрубок, соединенный с расширительной емкостью, которая снабжена сифонной трубкой,пропущенной через торцовую стенку емкости,выше средней линии емкости с выходом уотверстия наклонного патрубка, При этомотверстие наклонного патрубка при входев расширительную емкость выполнено поступающим за теплообменную стенку.Расширительная емкость имеет длину 1,5-1,7длины рабочей емкости, поперечное сечение0,4-0,35 поверхности обогреваемой стенки, а газовакуумный патрубок расположенпосередине верхней части расширительнойемкости.Размеры расширительной емкости определены в зависимости от размеров рабочейемкости из условия сохранения определенного уровня ЖМТ при расширении его впроцессе нагрева и изменениях положениямодели, а также из условий компактностиустановки и удобства обслуживания. В самом деле, расширительная емкость рассчитана на максимально возможное 25% расширение металла (при использовании сплавов Ма-К, чистых Йо или К). Но, таккак при поворотах модели и тепловом расширении БМТ не должен попадать в газовакуумную систему через патрубок и в систему заправки через сифонную трубку, торасширительная емкость должна работатьдля слива металла только одной половиной.Следовательно, объем емкости необходимоувеличить в два раза, С 10%-ной надбавкой (на размеры сифонной трубки и входного отверстия патрубка) объем расширительной емкости составит О,р от объемарабочей емкости. Из условия наилучшейкомпоновки модели, ее сборки и обслуживания длина расширительной емкости должна находиться в пределах 1,5-1,7 длинырабочей емкости. Объем рабочей емкостипредставляет собой ни что иное, как произведение плошади поверхности обогреваемойстенки на длину,Наклонный патрубок позволяет поддерживать необходимый уровень жидкого металла при его расширении и поворотах модели для смывания теплоносителем обогре ваемой стенки.Расположение газовакуумного патрубка посередине верхней части расширительной е:алости диктуется тем, что при вертикальномположении расширительной емкости; ( верхний или нижний нагрев стенки) предотвращается попадание избыточного металла в газовакуумную линию. Выбранное положение сифонной трубкив расширительной емкости не дает сливаться металлу в линию заправки и удобно длязаполнения рабочей емкости теплоносителем и обратного слива.На.чертеже изображено предлагаемоеустройство.Теплообменная стенка 1 -является частьюрабочей емкости 2, заполненной ЖМТ 3, щ Через рабочую емкость проходит труба вторичного теплообменника 4 (например, водя. ного), Наклонный патрубок 5 соединяет рабочую емкость с расширительной 6, в которую введена сифонная трубка 7 для подачи б и слива ЖМТ. Концы трубы вторичноготеплообменника соединены с водяной системойшлангами 8 и свободно вращаются в отверстиях стоек 9.Положение рабочей емкости относительно 20 стойки фиксируется стопором 10. Черезкольцевое уплотнение 11 иэ вакуумной резины во фланцевом соединении подводящегогазовакуумного патрубка 12 в соответствующие точки рабочей емкости пропушены бро нированные термопары (на чертеже не показаны).Вакуумирование, подача нейтрального газа (например, Аг ) и теплоносителя в рабочую и расширительную емкости осушест вляется по гибким трубопроводам 13-15 соотвертвенно гаэовакуумной системы подачиЖМТ, Рабочая и расширительная емкостипокрыты необходимым слоем теплоизоляции .16 (например, из асбозурита), При таком 35 исполнении модели в любом ее положениигарантируется омывание теплообменной стен 1ки жидким металлом. Перед пуском установки в работу ему кость 2 заполняют жидкометаллическим теплоносителем 3, Для этого сначала черезлинию 13 и патрубок 12 производят вакуумирование емкостей 2 и 6, Затем черезгибкий трубопровод 15, сифонную трубку 7 подают в расширительную емкость 6 и черезнаклонный патрубок 5 в рабочую емкость 2жидкометаллический теплоноситель с такимрасчетом, чтобы свободный уровень ЖМТ вемкости 2 после заправки был наравне с 60 верхним срезом патрубка 5.Жидкометаллическую лйнию 15 перекрывают, через линию 14 и патрубок 12 подают в расширительную емкость 6 аргон иставят модель под необходимое давление. Ы После этого осушествляют рабочий процесс.Обогрев теплообмеиной стенки 1 можетпроизводиться ацетилено-кислородной горелкой, электронной лампой, плазмотроном Ф 60 т.л.При нагреве вертикальной стенки избыток нагретого теплоносителя поднимаешься по патрубку 5 и заполняет нижнюю часть расширительной емкости 6, находясь при этом постоянно под давлением аргонной подушки, После эксперимента ЖМТ, охлаждаясь, вновь сливается в рабочую емкость 2.Во время нагрева горизонтальной стенки сверху верхний срез патрубка 5 находится выше уровня обогреваемой стенки 1, ЖМТ 1 р омывает стенку, а избыток теплоносителя сливается в нижнюю часть расширительной емкости 6. При этом попадание теплоноси- теля в жидкометаллическую,линию через сифон 7 и в газовакуумный патрубок 12 . 1 б исключено.При нагреве горизонтальной стенки снизу часть ЖМТ через патрубок 5 сливается в нижнюю часть емкости 6, а в верхней Ю части емкости 2 образуется тонкая газовая подушка. Затем перелив металла прекращается и устанавливается свободный уровень.В процессе работы установки тепло от25 модели отводится водой, поступающей в трубу вторичного тецлообменника 4 через шланг 8, Каждое положение модели фиксируется стопором 10 на стойке 9. Тепловой поток, проход яшцй чер;ге ил - облаенную стенку 1 от источника тепла,о%к- цачен на чертеже стрелкой Б,Формула цзоГретецц яУстановка для моделирования тецлообмена в жидкометаллических систомлх охлаждения, состоящая из рабочей емкости степлообменной стенкой, расширительной емкости, системы охлаждения, нагревателя, пицци подачи теплоносителя и газовакуумцой системы с подводящим иатрубком, о г л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью расшир- ния диапазона теплофизических исследований и уменьшения габаритов установки, цл противоположном от обогреваемой поверхности краю верхней стенки рабочей лл(ости установлен наклонный патрубок, .соединенный с расширительной емкостью, которая снабжена сифонной трубкой,пропущенной черед торцовую стенку емкости выше среднеи линии с выходом у отверстия наклонного игатрубка, ири этом расширительная емкость имеет длину 1,5-1,7 длины рабочей емкости, пое перечное сечение - 0,35-0,40 поверхности обогреваемой стенки, а газовакуумный патрубок расположен посередине верхней части расширительной емкости.Ф;оставитель А Гехред М, Лев олков ая Корректор Т. Кравченккомитет ообрете 35, Ра ПодлСовета Минисчий и открытийокая наб., д. 4/5