Способ проведения ресурсных испыта-ний теплообменника и стенд дляего осуществления

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ(23) Г 1 риоритетОпубликовано 30.0181. Бюллетень ИЯ 4 Дата опубликования описания 300181 51 М Кз Р 28 Р 27/00С О 1 М 19/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий Р1) Заявитель 54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ТЕПЛООБМЕННИКА И СТЕНДДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕН л Изобретение относится к теплообменной технике, в частности к проведению ресурсных испытаний. высокотемпературных воздухо-воздушных теп %ообменников.Известен способ проведения ресурсных испытаний теплообменника путем опродувки воздуыными потоками вго полостей в условиях вибронагрузок при периодической смене температурных режимов и периодическом повышении рабочего давления в горячей полости (1 1.Однако испытания теплообменника проводят при заданных (рабочих) расходах горячего и холодного, воздуха при максимальных рабочих температурах, что связано с большими энергетическими затратами, кроме того, смена температурных режимов ограничивается временем стабилизации температуры поверхности теплообмвниика соответственно на уровне максималь" ной рабочей температуры горячего воздуха и на уровне температуры холодного воздуха, при этом, если даже су щественно уменьшится расход холод- ного воздуха, стенд будет работать и считать неполноценные циклы, дроссельное регулирование расхода горячего и холодного воздуха двумя заслонками на одной линии ненадежно,.таккак заслонки могут работать в автоколебательном режиме: при уменьшениирасхода холодного воздуха заслонкиполностью откроют проходное сечение,температура поверхности будет выходить на заданные уровни, а циклыбудут неполноценными по уровню давления и термическим напряжениям втеплообменникеЦель изобретения - снижение энергетических затрат при сохранениикачества испытаний и уровня эксплуатационных нагрузок на испытываемыйтеплообменник,Цель достигается тем, что продувку полостей чедут при пониженныхна одну и ту же величину среднихтемператур горячего и холодного потоков и пониженных расходах воздуха:по сравнению с рабочими, причем состношения расходов выбирают иэ условий сохранения заданного соотношения коэффициентов теплоотдачи, арабочее давление в горячей полостиувеличивают пропорционально изменению температуры предельного напря,кения материала теплоаоменника; продолжительность каждого периоца огра 800590ничивают временем стабилизации температуры холодного воздуха на выходе иэ теплообменника соответственно на верхнем и нижнем пределе.Такой способ может быть осуществлен стендом новои конструкции для проведения ресурсных испытаний теплообменника, содержащим магистрали горячего и холодного воздуха с дросселями для регулирования расхода и давления и электрическими заслонками на линиях сброса и подачи горячего воздуха в теплообменник, управляемыми электронными реле, включенными параллельно сигнальным цепям открытого положения заслонок.На входе стенда к магистралям горячего и холодного воздуха подсоединены электроконтактные манометры с контактами, включенными последовательно с электромеханическим реле, нормально открытые контакты которого включены параллельно контактам термометров, дополнительно установленными на выходе холодного воздуха и настроенными один на верхний, а другои - на нижний пределы температур.На фиг, 1 изображена монтажная схема стенда для проведения ресурсных испытаний; на фиг. 2 - электрическая схема автомата. Стенд состоит из вибрационного станка с закрепленным на нем испытываемым теплообменником 1 с магистра" лями 2 и 3 холодного и горячего воздуха. На входе магистралей 2 и 3 установлены расходомерные шайбы 4 и 5 и подсоединены электроконтактные манометры 6 и 7, а на выходе установлены дроссели 8 и 9. Горячий воздух подогревается до необходимой темпе" 4 О ратуры подогревателем 10. К подогревателю 10 присоединены две линии линия 11 сброса с электрической заслонкой 12 дросселем 9 и линия 13 подачи горячего воздуха в теплообменник с 4 электрической заслонкой 14 контроль" ным манометром 15. На линии 16 выхода холодного воздуха установлены контактные термометры 17 и 18, настроенные соответственно на верхний и нижний температурный предел. Заслонки 12 и 13 управляются от автомата 19 по сигналам от контактных термометров и электроконтактных манометров.Автомат 19 состоит из двух электронных реле 20 и 21, управляющие цепи которых соединены соответственно с контактами 22 и 23 термометров. Реле 20 и 21 включены параллельно сигнальным цепям открытого положе" ния заслонок 14 и 12 с обмотками 24 и 25 возбуждения открытого и закрытого положений и концевыми выключателями 26 и 27. Контакты 28 обмот " ки 29 управляют работой заслонки 12, у контакты 30 обмотки 31 управляют работои заслонки 14.Последовательно с обмоткой реле 32 включены электрические контакты манометров 7 и 6. Нормально открытые контакты 33 обмотки 32 включены параллельно контактам 22 и 23.Испытания на стенде проводят следующим образом.Включают горячий и холодный воздух. Обычно холодный воздух подают в теплообменник 1 без подогрева, например при 20 С вместо 140 С. На такую же величину (120 С) понижают и температуру горячего воздуха на входе, Дросселем 8 при открытой .заслонке 14 и закрытой заслонке 12 устанавливают приемлемый расход воздуха, например 500 кг/ч, давление с поправкой на температуру.Определяют расход холодного воздуха например 2000 кг/ч, и устанавливают его дросселем 8. Расходы контролируют с помощью расходомерных шайб 4 и 5. Перемещая контакты на манометрах 7 и 6, устанавливают границы допустимого изменения давления воздуха на входе в магистралиПеремещая контакты термометров 17 и 18, устанавливают верхнюю и нижнюю границы изменения холодного воздуха на выходе из теплообменника, например 80 ОС и 30 С.Включают вибрационный станок и автомат. Пусть положение переключающих элементов до включения соответствует схеме фиг.2, При этом загорается лампочка открытого положения заслонки. На реле 20 и 21 подается напряжение. Обмотка реле 31 обесточена, а по обмотке реле 29 течет ток. При замыкании подвижного контакта 28 по обмотке возбуждения 25 течет ток, заслонка 12 сброса воздуха закрывается. Концевые выключатели 27 переходят в другое положение, причем загорается лампочка закрытого положения и гаснет лампочка открытого положения. Горячий воздух через заслонку 14 идет в теплообменник 1, прогревает поверхность и передает тепло холодному, при этом замыкаются контакты 23. Когда температура холод" ного воздуха поднимается до верх-, него предела замыкаются контакты 22. Обмотка реле 29 обесточивается, контакт 28 размыкает нормально открытый контакт и ;амыкает нормально закрытый контакт, заслонка 12 открывается. Концевые выключатели 27 переходят в положение, укаэанное на фиг, 2. Загорается лампочка открытого положения и подается напряжение на реле 14, а, так как контакты 23 замыкаются, по обмотке 31 течет ток. Подвижный контакт 30 эаьыкает контакт нормального открытия, но закрывается заслонка 14 подачигорячего воздуха в твплообменник 1. Концевые выключатели 26 переходят в другое положение. Твплообменник 1 охлаждается, температура холодного воздуха достигает нижнего предела, контакт 23 размыкается, обмотка реле 31 обесточнвается, контакт 30 замыкает нормально закрытый контакт, заслонка 14 открывается. Концевые выключатели 26 занимают поло" жение, укаэанное на фиг, 2. На реле 20 подается напряжение, а, так еф как контакты 22 разомкнуты, по обмот- ке реле 29 течет ток и контакт 28 запачкает нормально открытый контакт, весь процесс повторяется. ьсли в како-либо момент работы стенда 15 расход горячего или холодного воздуха изменяется и выходит за пределы, запачкается тот или иной контакт манометра 7 и 6. По обмотке реле 32 течет ток и подвижные контакты 33 Щ замыкают контакты нормально открытые, разомкнув контакты нормально закрытые. Лампочка "Режим" гаснет. Если при этом была открыта заслонка 14 подачи воздуха в теплообменник 1, то открывается заслонка 12 сброса воздуха, а затем закрывается заслонка 14. Если открыта заслонка 12 сброса воздуха, то стенд так и останется в таком положении, если даже разомкнутся контакты 23. 36Стенд не будет работатЬ при отклонении заданных параметров от режима. Если параметры восстановятся, стенд снова заработает. Количество циклов испытаний фиксируется счетчиком 15, 35 который включен параллельно сигнальной лампочке закрытого положения заслонки 12.Предлагаемое изобретение позволяет снизить энергетические затраты при 4 О -охранении качества испытаний и уровня эксплуатационных нагрузок на испытываемый теплообменник. формула изобретения1. Способ проведения ресурсных испытаний теплообменника путем продувки воздушными потоками его полостей в условиях вибронагрузок при периодической смене температурных режимов и периодическом повышении рабочего давления в горячей полости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат, продувку ведут при пониженных на одну и ту же величину средних температур горячего и холодного потокови пониженных расходах воздуха по сравнению с рабочими, причем соотношв" ние расходов выбирают иэ условий сохранения заданного соотношения коэффициентов теплоотдачи, а рабочее давление в горячей полости увеличивают пропорционально изменениютемпературы предельного напряжения материала теплообменника.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что продолжительность каждого периода ограничивают временем стабилизации температуры холодного потока воздуха на выходе из теплообменника соответстввнно на верхнем и нижнем пределе.3. Стенд для проведения ресурсных испытаний теплообмвнника способом по пп. 1 и 2, содержащиймагистрали горячего и холодного воздуха с дросселями для регулирования рас" ,хода и давления и электрическими заслонками на линиях сброса и подачи горячего воздуха в теплообмвнник,управляемыми электронными реле, включенными параллельно сигнальным цепям открытого положения заслонок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на входе к магистралям горячего и холодного воздуха подсоединены элеутро,контактные манометры с контактами, включенными последовательно с электромеханическим реле, иормапьно открытые контакты которого включены параллельно контактам термометров, дополнительно установленными на выходе холодного воздуха и настроенными один иа верхний, а другой - нанижний предел температуры. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ю 574657, кл. 6 01 М 13/00, 1977.