Стенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность

) 01 51) 4 С 01 Х 25/08 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР У 410300, кл. С 01 И 25/08, 197 1.Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена, М,: Энергия, 1979, с. 274.(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ СТРУЙНОМ НАТЕКАНИИ ПАРА НАОХЛАЖДАЕМУЮ ПОВЕРХНОСТЬ(57) Изобретение относится к технической физике, в,частности к устройствам для исследования процесса конденсации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Установка для исследования теплообмена при струйном натекании пара наохлаждаемую поверхность содержитгерметичный корпус со смотровыми окнами и наропроводом. Внутри корпуса размещен рабочий участок в виде диска. На конце паропровода установлен сменный сопловый аппарат с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно диска, снабженного со стороны, противоположной сопловому аппарату, системой концентрических каналов, каждый из которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством, - к магистрали отвода, Корпус размещен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. Сопловый аппарат устанавливают ва заданном расстоянии от диска. Пар натекает на плоскость диска, конденсируется и стекает в сборник конденсата. Диск охлаждается водой, ( циркулирующей в его каналах. Расход воды замеряется мерными устройствами. Одновременно термопарами замеряется температура охлаждающей воды на входе и выходе, температура пара перед сопловым аппаратом и внутри установки. 3 ил.1366927 Изобретение относится к технической физике, в частности к устройствам, предназначенным для исследования теплообмена и гидродинамики при конденсации паров различных жидкостей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стенда и повышение точности измерений путем установки паропровода с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участ. ка и фиксации в заданном положении, снабжения его на конце сменным соплом, выполнения рабочего участка в виде диска, имеющего со стороны противоположной сопловому аппарату, систему концентрических теплоизолированных друг от друга каналов, каждыйиз которых подключен одним концом к магистрали подвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством - к магистрали отвода охлаждающей воды, и размещения корпуса с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, параллельной плоскости диска.На фиг. 1 представлена схема стенда для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 2.Стенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность содержит герметичный корпус 1 со смотровыми окнами 2 и паропроводом 3, размещенный в нем рабочий участок 4, соединенный с магистралями подвода 5 и отвода 6 охлаждающей воды. Стенд снабжен сменным сопловым аппаратом 7, установленным на конце паропровода 3, который размещен внутри герметичного корпуса 1 с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участка 4 и фиксации в заданном положении. фиксатор может быть выполнен в виде винта, размещенного во втулке, заключающей в себя паропровод 3. Рабочий участок выполнен в виде диска 8, снабженного со стороны, противоположной сопловому аппарату 7, системой концентричных каналов 9. Диск 8 выполнен из высокотеплопроводного материала малой толщины, например, из медной фольги, а сам рабочий участок и стенки канало 29 - из малотеплопроводного материала, например из текстолита. Каналы 9 теп-, лоизолированы друг от друга, Каждый канал имеет поперечную перегородку и снабжен отверстиями 10, выполненными в теле рабочего участка 4 и расположенными по обоим сторонам перегородки 11. Одно из каждой пары отверс тий 10 подключено к магистрали 5 подвода охлаждающей воды, а другое при помощи трубопроводов 12, снабженных мерными устройствами 13 и вентилями 14, - к магистрали 6 отвода охлаждаю. щей воды. Паропровод 3 заключен вовтулку 15. прикрепленную фланцем к корпусу 1 и снабженную уплотнением 16. В части паропровода 3, размещенной снаружи герметичного корпуса 1, 20 установлен пароперегреватель 1, питаемый от электросети через реостат 18. Контроль мощности нагрева осуществляется с помощью ваттметра 19.Корпус 1 крепится к стойке 20 с по мощью горизонтальной оси 21 и имеетвозможность поворота вокруг этой оси.,Корпус 1 снабжен также сборником 22конденсата, размещенным в его нижней части и имеющим сливные патрубки 23.30 Стенд снабжей системой измерениятемператур, выполненной на основе термопар 24-26, подключенных к прибору (не показан), С помощью термопар осуществляется замер температуры пара перед сопловым аппаратом 7, температуры в полости герметичного корпуса 1, перепад температур охлаждающей воды (на участке до и после каналов 9) и температуры внутренней поверхности диска 8.Стенд работает следующим образом.Перед запуском сопловый аппарат 7устанавливают путем смещения паропровода 3 на требуемом расстоянии от 4 диска 8. После этого паропровод 3фиксируют в заданном положении. Кроме того, поворотом на горизонтальной оси 21 стенд может быть сориентирован в пространстве так, что плоскость 60 диска 8 будет наклонена под любымуглом к горизонту. Затем пар подается в паропровод 3 и оттуда поступает в сопловый аппарат 7. Предварительно пар может быть подогрет с помощью б пароперегревателя 17. Пар истекаетиз соплового аппарата 7 и натекает на диск 8 рабочего участка 4, где конденсируется и истекает в сборник 22 конденсата. Диск 8 с противополож 1366927ной стороны охлаждается водой, под=водимой через магистрали 5 к отверстиям 10 каналов 9. Из них нагретаявода выводится по трубопроводам 12 вмерные устройства 13, а оттуда - вмагистраль 6 отвода охлаждающей воды.Наличие мерных устройств 13 позволяет определить расход охлаждающейводы в каждом из каналов 9. Одновременно с помощью термопар 24, установленных в магистралях 5 подвода охлаждающей воды и в трубопроводах 12,определяется разность температур охлаждающей воды на входе и выходе из 15рабочего .участка, что в совокупностис замером расхода дает количествотепла, отводимого от соответствующего кольцевого участка диска 8, а также от всего диска в целом. Термопары,26, укрепленные на внутренней поверх.ности диска 8, за счет малой толщиныпоследнего и высокой теплопроводностиматериала показывают практически температуру наружной поверхности диска, 25которая может служить для вычислениякоэффициента теплоотдачи при конденсации. При необходимости применениядиска с большей толщиной перепад температур между его поверхностями можетбыть учтен по известным зависимостямкурса теплопередачи. Расход пара может быть определен по количеству конденсата, собранного в конденсатосборнике 22, для чего конденсат сливаетсячерез один из патрубков 23 в мерноеустройство (не показано). С помощьютермопар 25 замеряется температура пара перед сопловым аппаратом и внутригерметичного корпуса 1. Кроме того, 4 рстенд может быть оснащен приемникамиполного и статического давления дляизмерения скорости пара, После проведения цикла измерений с одним расстоянием от среза соплового аппарата 45паропровод 3 устанавливают в другомтребуемом положении и замеры повторяют. Предлагаемое выполнение стенда для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность позволяет получить зависимость характеристик процесса теплообмена от расстояния среза соплового аппарата до поверхности теплообмена, диаметра сопла и других параметров. При этом конструкция рабочего,участка позволяет определить коэффициенты теплоотдачи не только в целом для всей поверхности теплообмена, но и для ее отдельных участков, находящихся на разном расстоянии от центра диска.Формула изобретенияСтенд для исследования теплообмена при струйном натекании пара на охлаждаемую поверхность, включающий герметичный корпус со смотровыми окнами и паропроводом, размещенный в нем рабочий участок, соединенный с магистралями подвода и отвода охлаждающей воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, паропровод установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рабочего участка и фиксации в заданном положении, снабжен размещенным на его конце сменным соплом, а рабочий участок выполнен в виде диска, имеющего со стороны, противоположной сопловому аппарату, систему концентричных теплоизолированных друг от друга каналов, каждый из которых подключен одним концом к магистрали годвода охлаждающей воды, другим посредством трубопровода, снабженного мерным устройством - к магистрали отвода охлаждающей во,".,ы, а корпус размещен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, параллельной плоскости диска, 13669271366927 Составитель Е.СиренкоТехред М.Дндык Ко едактор А.Лежнина ктор М.Демчик каз 6833 еское предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,изводственно-поли 43 ТиражВНИИПИ Государственпо делам изобрете 13035, Москва, Ж, Р 847 Подписого комитета СССРний и открытийушская наб., д. 4/5