Устройство для измерения гидродинамических и тепловых параметров низкокипящих жидкостей

)6 О 5455 ьоюз советских Ссцислистнческих Республик(51) М. Кл.а6 01 М 25 00 Г 250 310 с присоедицением заявки М Гасударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования оппсацця 30.10.82(72) Авторы изобретеция С. С. Кутателадзе, М, О. Луцет, Ю, С, Попов, А. В. Жуковский,М, ф. Мицуля и А. И. Кузьмин Институт теплофизики Сибирского отделения АН СССР и Специальное конструкторское бюро Эцергохиммаш(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ НИЗКОКИПЯЩИХ ЖИДКОСТЕЙИзобретецие относится к исследовательским устройствам для изучения гцдродицамики и теплообмеца цизкокипящпх жидкостей в поле центробежных сил. В процессе исследования новых способов охлаждецпя сверхпроводящих обмоток крупных турбогенераторов и электрических машин возникает много во росов теплофизцческого характера, которые требуют эксперцмецтального цсследовацця. Устройство предпазцачецо для реализации натурных условий, в которых находится хладагецт, циркулирующий во вращающейся системе охлаждеция сверхпроводящей либо гипер проводящей электрической машины. Конструкция вращающегося криостата данной установки может быть также использована в электрической машине с вращающейся сверхпроводящей обмоткой возбуждеция.Известно устройство для исследовация гидродицамики и теплообмеца цизкокипящих жидкостей (гелия и азота) в поле цецтробежцых сил при угловых скоростях до 330 рад/с, основным элементом которых является цилиндрический сосуд Дьюара, помещенцый во вращающийся объем цецтрцфуги 11.Известно также устройство для исследования теплообмеца при кипении фреоцов в поле действия центробежных сил 2, которое состоит пз вращающейся модели вспомогательного оборудовацця. Вращающаяся модель выполцеца в виде полого с обеих сторон вала, ца который цасажеца 5 фрезероваццая траверса. В отверстиях цадиаметральцо протцвоположцых концах траверсы размещены стаканы, внутри которых расположены опытные элементы, Вал опирается ца шарцкоцодшцпццкц ц приво дигся во вращение двигателем постоя 1 шого тока:срез клццоремеццую передачу,Опытный элемент модели представляетсобой медную трубку с намотанным ца цее нагревателем. Для тепловой изоляции при мецеца стеклолецта, слюда и текстолит, Сторцов опытцый элемецт закрыт оргаццческцмц стекламц для визуального цаблюдеция процесса кипения. Герметцчцость цеподвпжцых частей в местах стыка с врашаю щцмся элементом достигается прц помощисцльфоццых и сальццковых уплотцецнй.Фреоц зведец через вал, траверсу в рабочий элемент. Все токовье выводы проходят через токосъемццк щеточцого типа, наса жеццьш ца общий вал установки.Устройство предцазцачецо для изучениятеплофцзпческпх свойств фреоца как хладагецта. Температура кцпецпя фреоцаоколо 20 С, т. е. мало отличается от тем пературы окружающей среды, поэтому ра 3 605455()1 й, ) с м) с и) с Г1Б.1 с т) с) с С 1) ( ) б) ь тси;1 1 1 Э)Гии. 1 С)с )1) )дН)(нс, и )1;). 8 Г, с) исе,1)с:И) 1,1)11- С С 51 ОТ 1 С.,1)С) ГРЬ 1 )КРУЖ ДОЩС 1 СРС,Ы. Р)1 бон 1 э)1 е)сн Г;1 л 51 1 ели Грсбуст э(раино-Бд;,") у,иой изо,яОхлди с нн нес)- 1 цих констукци)1, . с. т(.исн 1;, )ос ГОБ, В связи с эти.) Мстро.1 1:( .с 1 н; Но,сл 51 ИЗУЧСНИ 51 ЖИ,С 010 С,и). 15) Р 1 НС)ОиХС КРИОС и 1)Х ОЖНДЯСГС 5 С.1К.)С БГИ 5 ИС И тсилооо)1 сн движсии 5 Н 2 ров и удара с 1 руи БХОД 5 Н 1 С 0 ГСНЯ, НО Та 1 С Н ДК200 И 1 ЭГ 1 Е- :)ент гынолнен Б Бндс труб)с)1, то это БГи 5. нис выделить на огнсдннй усгдювкс нс- ВОЗМОЖНС). Ъ С)133 ННД 5 СТДНБКС 1 С СОО( ,.,ьоард Б Брансонсмс 51 (хб)1 с.с цсн ГриЧ)угн нс НО;зьк)ляст дста)ы 0 нслс,Ог 2 Гь ТСИГофнзиЕСКНС СБОЙСТБД ЖНДКОС 1.Цель изобретения - расширение диапаЗоиа НССЛЕДОБапЛЙ БИЛОТЬ ДО БКЛЮЧСН 151 БозмонкОс Нсс.1 едовд и 1 жид)О гс;и 15.Это дс)стиастс тем, что рогор выполнен и БИДС ИСТОСЛОГО /НЛИНДРЧСССОГО ДИСКД с дид:)е рально раи )л 05 се 1 лыми окнами, имеет две обсчайки и помещен Б вакуумную рдзье:,1 иую оболочку внутри тенгоно) эсрана, причем ОоечаЙки ротора изготовлены заодно с концами лала, 3 мнлотнсны и(, большему диаметру ирн иом(иц у:ругого элемента, занкатого между Г:роклддкдмн, д по х 1 еньшему диаметру - нри помощи врдщ 2 ющнхся плотненнй с масл 51 ных затвором, который выполнен заод;о с уплотнениями канала выхо;)а гелия.Кроме того, каналы выходд гелия расположены спирально ис) валу, капал выхода гелия осуществлен ио внутренему ствсрстию Б ьале при помощи Бакуу.;но-изолированного трубопровода, который с одной стороны закончен подводящим патрубком, а с другой стороны - врдсцающимся уплотнением.Нд фиг. 1 дана общая схема установки и продольном разрезе; иа фиг. 2 - ьид установки со стороны боковой крышки; нд фиг. 3 - крепление оюры Бала рс)тора узлов уплотнения со стороны приво;д; ид фиг. 4 -- крепление опоры вала ротора и УЗГОБ УПЛ( ГНЕНИ 51 СО СТОРОНЬ ББОД 2 ЖИДКО- го гелия; на фиг. 5 -- быстрордзъсмиос уплотнение вращающегося снп.смд; нд Григ.6 - подсоединение токосьсмшно устройства к Бранающе.(уся валу.Устройство содержит вращающийся ротор 1, который 0 срункен нсиодБижной Вакуумной оболочкой 2, Между вращающимся ротором и вакуумной оболочкой нахс)д 5 тс 5 невращающиеся азотные экраны 3. Ротор вращается в опорных подшипниках 4 и состоит из двух обсчаск 5, которье выполнены заодно с верхними кожухами сборного вала 6. На валу 6 расположены вращающиеся гакуумные унлотнешя 7 и газовые уплотнения 8. Опорые иодшиннкн вместе с узлами уплотнений размещены в трубкахБ н),н с н н ы х .)л)О ) н О Б,1 ч и к 1)ц- кд)ми );21 )ли и нкси)чки, У Г 1,1)лотнсНнй 7 и 8 ОМЫБ 2 ЮС М 3 СЛОМ, 1,( рОС ИО- стун 1 ст но штуцсрсм 10. Выход 5 ЩИЙ по Г 2- лу гелий отводится по штуцера)м 11, Жидкий гелий иоддетс внутрь ротора через уплотиитсльное устройство 12 и вакуумноЗолированный трубопровод 13. Внутри роТОР 2 НМССТС 51 РЯЗДЕГ 1 НТЕЛЬиая ДпафР 2 ГМ 2 14, на которой монтируются датчики давления и тем:ературы. Провода от этих дагчиков проходят ио омываемым газообразным гелием кана,ам 15 к токосьс.,ному устройству 16.Для изучения процесса кипеня и удара Гелня О БращдЮщуЮСя стсиКу Б рОтОрЕ уС- тановлен нагревательный элемент 17 и предусмотрены с;мотровые окна 18. Вакуумный кожух и экраны имеют соответственно Окна 19 и отверстия 20. С целью удобства эксплуатации стык обечаек 5 вьшолнен Б виде быстроразъемиого соединения с упругим элементом 21, который замыкается на индиевые прокладки 22. Ротор вращается клиноременной передачей через шкив 23, установленный на валу со стороны токо- съемного устройства 16.В описанном устройстве расширение диапазона исследований достигается за с ст использования ротора в виде цилиндрического диска и размещения его в экран- но-вакуумной изолровапной полости. Это дает возможность реализовать большие угловые скорости ротора (до 600 об)мин), причем внутри ротора может находиться жи;кпй гелий, так как внешние теплоприОки снимаютс 5 Бык 5 щими холодными парами гелия, а тепловое излучение воспринимается экраном, Наличие окон дополнительно позволяет визуализировать исследуемые процессии Разборность устройства обеспечивает расширение диапазона исследуемых параметров за счет сменности рабочих участков, датчиков и ир. Ф о р м ул а изобретения 1. Устройство дл измерения пдродинамических и тепловых параметров низкокииящих жидкостей ири воздействии перегрузок до 5000 д, содержащее вращающийся ротор, размещенный на валу электрический привод, токосъемное устроиство и аппарат ру для диагностики исследуемых жидкостей, каналы входа и выхода гелия, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона исследований, ротор состоит из двух обечаек, помещен в вакуумную разъемную оболочку внутри теплового экрана и выполнен в виде пустотелого цилиндрического диска с диаметрально расположенными окнами, причем обечайки ротора выполнены заодно с концами вала, а уплотнение их осуществлено но большему диаметру при помощи упругого элемента,605455 у зажатОГО мсж;у прок,адкамн, и по мсньшему диаметру - при помощи вращающихся уплотнении с масляным затвором, который выполнен заодно с уплотнениями канала выхода гелия.2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щее тем, что каналы выхода гелия располохкены спирально по валу, а канал выхода гелия осуществлен по внутреннему отверстию в вале при помощи вакуумно-изолированного трубопровода, который с одной сторо 1 ы законс Ио;ъГОдщп 1111 у 1 аЯ) а с другсй стороны - вращающимся уплотнением.Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе 1. Ясг 1 ос 1 й. С., Т 1 тогп 1 оп 6. К, Сгуодепсз. 1973, 13,9, р. 558.2. Бутузов А. М. и др, Сб. Теплообмен и гидродинамнки в двухфазных средах, К., Наукова думка, 1967, с. 54 - 62.НПО Поиск Заказ 1673 б Изд. Ла 242 Тираж 883Типография, пр, Гапунова, 2 одписн