RU105443U1 - STAND FOR HEAT-TECHNICAL TESTS OF HEAT-INSULATED PIPES - Google Patents

STAND FOR HEAT-TECHNICAL TESTS OF HEAT-INSULATED PIPES Download PDF

Info

Publication number
RU105443U1
RU105443U1 RU2011100882/28U RU2011100882U RU105443U1 RU 105443 U1 RU105443 U1 RU 105443U1 RU 2011100882/28 U RU2011100882/28 U RU 2011100882/28U RU 2011100882 U RU2011100882 U RU 2011100882U RU 105443 U1 RU105443 U1 RU 105443U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
pipe
heat
insulated
pipes
Prior art date
Application number
RU2011100882/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Георгиевич Антонов
Евгений Карлович Бюнау
Владимир Борисович Борисов
Александр Александрович Плосков
Алексей Викторович Сидоренко
Михаил Иванович Коваленко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ"
Priority to RU2011100882/28U priority Critical patent/RU105443U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU105443U1 publication Critical patent/RU105443U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

1. Стенд для теплотехнических испытаний теплоизолированных труб, содержащий, по меньшей мере, одну испытываемую теплоизолированную трубу, первый блок нагревания, первый блок вентиляторов, блок автоматического управления и регистрации, первый блок измерения температуры, выходы которого соединены с первыми входами приема измеренных показаний температур блока автоматического управления и регистрации, первый и второй выходы которого соединены с входами управления включением первых блока нагревания и блока вентиляторов соответственно, отличающийся тем, что в него введены второй блок измерения температуры, выходы которого соединены со вторыми входами приема измеренных показаний температур блока автоматического управления и регистрации, первый и второй расходомеры воздуха, вторые блок вентиляторов и блок нагревания, а также стендовая теплоизолированная труба, размещенная параллельно испытываемой теплоизолированной трубе, причем одна пара концов испытываемой и стендовой теплоизолированных труб герметично закреплена посредством двух технологических теплоизолированных муфт и соединена первой гибкой теплоизолированной трубой, установленной между вторым расходомером воздуха и первыми блоком вентиляторов и блоком нагревания, установленных последовательно, выход первого расходомера соединен с входом приема показаний первого расходомера блока автоматического управления и регистрации, другая пара концов стендовой и испытываемой теплоизолированных труб герметично закреплена посредством двух других технологических теплоизолированных муфт и соединена второй гибкой теплоизолированной трубой, уст 1. A stand for thermotechnical testing of thermally insulated pipes, comprising at least one thermally insulated pipe to be tested, a first heating unit, a first fan unit, an automatic control and recording unit, a first temperature measuring unit, the outputs of which are connected to the first inputs of receiving the measured temperature readings of the unit automatic control and registration, the first and second outputs of which are connected to the control inputs by turning on the first heating unit and fan unit, respectively, about characterized in that a second temperature measuring unit is introduced into it, the outputs of which are connected to the second inputs of the measured temperature readings of the automatic control and recording unit, the first and second air flow meters, the second fan unit and the heating unit, as well as a bench heat-insulated pipe placed parallel to the test heat-insulated pipe, and one pair of ends of the test and bench heat-insulated pipes are hermetically fixed by means of two technological heat-insulated couplings and is connected by the first flexible insulated pipe installed between the second air flow meter and the first fan unit and the heating unit installed in series, the output of the first flow meter is connected to the input of the testimony of the first flow meter of the automatic control and registration unit, the other pair of ends of the test and stand insulated pipes are hermetically sealed fixed by two other thermally insulated process couplings and connected by a second flexible thermally insulated pipe

Description

Полезная модель относится к технике испытаний в нефтегазовой, химической, строительной и других отраслях промышленности, в которых проектируют, изготавливают, испытывают и эксплуатируют теплоизолированные трубопроводы.The utility model relates to testing techniques in the oil and gas, chemical, construction and other industries in which thermally insulated pipelines are designed, manufactured, tested and operated.

Из уровня техники известен стенд для имитации тепловых режимов (RU 88147, U1, G01M 9/00, 27.10.2009), включающий блок управления и электрически связанные с ним две нагревательные системы и блок вентиляторов. В состав стенда входят также датчики температуры, датчики скорости воздушного потока, блоки измерения температуры и скорости воздушного потока, блоки аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и компьютер. При этом стенд выполнен в виде камеры, корпус которой содержит теплоизолирующий слой. Стенд при проведении испытаний объектов различного профиля обеспечивает возможность задания тепловых режимов соответствующим эксплуатационным нагрузкам. Известный стенд обеспечивает возможность соответствующих испытаний объектов различного профиля. Однако известное решение содержит большое количество оборудования, необходимого для обеспечения работоспособности стенда, и не предназначено для теплотехнических испытаний натурных теплоизолированных труб нефтяного сортамента.The prior art bench for simulating thermal conditions (RU 88147, U1, G01M 9/00, 10.27.2009), including a control unit and two heating systems and a fan unit electrically connected to it. The stand also includes temperature sensors, air flow velocity sensors, temperature and air flow velocity measuring units, analog-to-digital converters (ADC) units, and a computer. In this case, the stand is made in the form of a camera, the housing of which contains a heat insulating layer. The bench during testing of objects of various profiles provides the ability to set the thermal conditions to the corresponding operational loads. A well-known stand provides the opportunity for appropriate testing of objects of various profiles. However, the known solution contains a large amount of equipment necessary to ensure the operability of the stand, and is not intended for thermotechnical testing of full-scale heat-insulated pipes of oil grade.

Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании стенда для теплотехнических испытаний теплоизолированных труб нефтяного сортамента, длина которых составляет 10-12 м и более. Масса такой трубы может достигать 500 кг и более. Теплоизолированная труба может быть выполнена в виде сборки, по меньшей мере, из двух или более аналогичных труб, соединенных штатной муфтой, участвующей совместно с теплоизолированными трубами в распределении тепловых потоков в радиальном направлении.The problem, which the present utility model is aimed at, is to create a stand for thermotechnical testing of thermally insulated pipes of oil grade, the length of which is 10-12 m or more. The weight of such a pipe can reach 500 kg or more. The heat-insulated pipe can be made in the form of an assembly of at least two or more similar pipes connected by a standard sleeve that participates together with the heat-insulated pipes in the distribution of heat fluxes in the radial direction.

Технический результат полезной модели заключается в повышении точности результатов испытаний теплоизолированных труб нефтяного сортамента с помощью стенда, предназначенного для теплотехнических испытаний теплоизолированных труб нефтяного сортамента. Технический результат также заключается в создании стенда, обеспечивающего теплотехнические испытания теплоизолированных лифтовых труб не в отдельных точках, а всей трубы или сборки труб при эксплуатационном режиме, приближенном к натурным условиям.The technical result of the utility model is to increase the accuracy of the test results of thermally insulated pipes of oil grade with the help of a stand designed for thermotechnical testing of thermally insulated pipes of oil grade. The technical result also consists in creating a stand that provides thermotechnical testing of heat-insulated elevator pipes not at individual points, but throughout the pipe or pipe assembly under operating conditions close to natural conditions.

Сущность полезной модели заключается в том, что она представляет собой стенд для теплотехнических испытаний теплоизолированных труб, содержащий, по меньшей мере, одну испытываемую теплоизолированную трубу, первый блок нагревания, первый блок вентиляторов, блок автоматического управления и регистрации, первый блок измерения температуры. Выходы первого блока измерения температуры соединены с первыми входами приема измеренных показаний температур блока автоматического управления и регистрации. Первый и второй выходы блока автоматического управления и регистрации соединены с входами управления включением первого блока нагревания и первого блока вентиляторов соответственно. Технический результат предлагаемой полезной модели достигается за счет дополнительного введения в стенд: второго блока измерения температуры, выходы которого соединены со вторыми входами приема измеренных показаний температур блока автоматического управления и регистрации; первого и второго расходомеров воздуха; второго блока вентиляторов и второго блока нагревания. Кроме того, в стенд введена стендовая теплоизолированная труба, размещенная параллельно испытываемой теплоизолированной трубе, причем одна пара концов испытываемой и стендовой теплоизолированных труб, герметично закрепленных посредством двух технологических теплоизолированных муфт и соединенных первой гибкой теплоизолированной трубой, установленной между вторым расходомером воздуха и первыми блоком вентиляторов и блоком нагревания, последовательно установленными с возможностью нагревания циркулирующего потока воздуха внутри испытываемой трубы так, чтобы нагретый до заданной температуры воздух, циркулирующий по кольцу из теплоизолированных труб, нагревал внутренние стенки всех труб вплоть до достижения условия стационарности тепловых потоков, проходящих через трубы. При этом выход первого расходомера соединен с входом приема показаний первого расходомера блока автоматического управления и регистрации, другая пара концов стендовой и испытываемой теплоизолированных труб, герметично закрепленных посредством двух других технологических теплоизолированных муфт и соединенных второй гибкой теплоизолированной трубой, установленной между первым расходомером воздуха и вторыми блоком вентиляторов и блоком нагревания, последовательно установленными с возможностью нагревания циркулирующего потока воздуха внутри труб до момента достижения в них постоянной температуры. Причем выход второго расходомера соединен с входом приема показаний второго расходомера блока автоматического управления и регистрации, третий и четвертый выходы которого соединены с входами управления включением второго блока нагревания и второго блока вентиляторов соответственно. О достижении условия стационарности тепловых потоков судят по неизменности показаний датчиков температуры воздушного потока, размещенных на входе и выходе испытываемой и стендовой теплоизолированных труб и на их наружной поверхности. О теплотехнических характеристиках испытываемой трубы судят по результатам измерений температуры окружающего воздуха, температуры наружной поверхности теплоизолированной трубы по всей длине, по разности температур воздушного потока на входе и выходе исследуемой теплоизолированной трубы, а также, с учетом массового расхода воздуха.The essence of the utility model is that it is a stand for thermotechnical testing of thermally insulated pipes, containing at least one tested thermally insulated pipe, a first heating unit, a first fan unit, an automatic control and registration unit, a first temperature measurement unit. The outputs of the first temperature measurement unit are connected to the first inputs of the reception of the measured temperature readings of the automatic control and registration unit. The first and second outputs of the automatic control and registration unit are connected to the control inputs by turning on the first heating unit and the first fan unit, respectively. The technical result of the proposed utility model is achieved through an additional introduction to the stand: a second temperature measurement unit, the outputs of which are connected to the second inputs of the reception of the measured temperature readings of the automatic control and registration unit; first and second air flow meters; a second fan unit and a second heating unit. In addition, a bench heat-insulated pipe placed parallel to the test heat-insulated pipe is introduced into the stand, with one pair of ends of the test and bench heat-insulated pipes sealed by two technological heat-insulated couplings and connected by a first flexible heat-insulated pipe installed between the second air flow meter and the first fan block and a heating unit, sequentially installed with the possibility of heating the circulating air flow inside and sprayed pipe so that the air heated to a predetermined temperature, circulating in a ring of heat-insulated pipes, heats the inner walls of all pipes until the stationary conditions of heat flows passing through the pipes are reached. In this case, the output of the first flow meter is connected to the input of the readings of the first flow meter of the automatic control and registration unit, the other pair of ends of the bench and tested heat-insulated pipes sealed by two other process thermally insulated couplings and connected by a second flexible thermally insulated pipe installed between the first air flow meter and the second block fans and a heating unit, sequentially installed with the possibility of heating the circulating air flow spirit inside the pipes until they reach a constant temperature. Moreover, the output of the second flow meter is connected to the input of the readings of the second flow meter of the automatic control and registration unit, the third and fourth outputs of which are connected to the control inputs of the second heating unit and the second fan unit, respectively. The achievement of the condition of stationary heat fluxes is judged by the constancy of the readings of air flow temperature sensors located at the inlet and outlet of the test and bench heat-insulated pipes and on their outer surface. The thermotechnical characteristics of the tested pipe are judged by the results of measurements of the ambient temperature, the temperature of the outer surface of the insulated pipe along the entire length, by the temperature difference of the air flow at the inlet and outlet of the studied thermally insulated pipe, and also taking into account the mass air flow.

Каждый блок измерения температуры может содержать набор датчиков измерения температуры воздушного потока, установленных на входе и выходе наружной поверхности теплоизолированной трубы. По разностям температур воздушного потока, полученных от двух блоков измерения температур, и по результатам измерений температуры окружающего воздуха определяют коэффициент теплопроводности испытываемой трубы.Each temperature measuring unit may contain a set of air flow temperature measuring sensors installed at the inlet and outlet of the outer surface of the insulated pipe. From the differences in temperature of the air flow obtained from two temperature measuring units, and from the results of measurements of the ambient temperature, the thermal conductivity of the tested pipe is determined.

Испытываемая теплоизолированная труба может состоять, по меньшей мере, из двух скрепленных натурной муфтой труб.The thermally insulated pipe under test may consist of at least two pipes connected by a full-size coupling.

В качестве стендовой трубы может быть использована эталонная труба, укрытая слоем теплоизоляции с известным коэффициентом теплопроводности.As a bench pipe, a reference pipe covered with a layer of thermal insulation with a known coefficient of thermal conductivity can be used.

В качестве стендовой трубы может быть использована вторая испытываемая теплоизолированная труба, состоящая, по меньшей мере, из двух скрепленных натурной муфтой труб.As a test tube can be used the second test insulated pipe, consisting of at least two fastened full-sized pipe coupling.

Обе испытываемые трубы по всей длине могут быть покрыты слоем однородной теплоизоляции постоянной толщины с известным коэффициентом теплопроводности.Both test pipes along the entire length can be coated with a uniform layer of thermal insulation of constant thickness with a known coefficient of thermal conductivity.

Материал, из которого сделаны стенки теплоизолированной трубы нефтяного сортамента, не является однородным материалом. Конструкция стенок такова, что свойства стенок трубы резко отличаются по ее длине. Поэтому измеренные прибором типа ИТП-МГ4.03 «ПОТОК» тепловые характеристики в одной точке могут резко отличаться от результатов измерений тепловых характеристик, проведенных в другой точке трубы. В особой мере это относится к теплоизолирующим лифтовым трубам с вакуумной изоляцией.The material from which the walls of the heat-insulated pipe of the oil gauge are made is not a homogeneous material. The design of the walls is such that the properties of the walls of the pipe differ sharply in its length. Therefore, the thermal characteristics measured by the ITP-MG4.03 POTOK device at one point can sharply differ from the results of thermal characteristics measured at another point on the pipe. This is especially true for vacuum insulated elevator tubes.

На фигурах 1-2 показаны варианты проведения теплотехнических испытаний теплоизолированных труб с помощью предлагаемого стенда. При этом нумерация идентичных элементов стенда по первому и второму вариантам совпадает на фигурах 1 и 2.In figures 1-2 shows options for thermotechnical testing of thermally insulated pipes using the proposed stand. Moreover, the numbering of identical elements of the stand according to the first and second options coincides in figures 1 and 2.

Стенд для теплотехнических испытаний теплоизолированных труб включает: испытываемую теплоизолированную трубу - 1; стендовую теплоизолированную трубу - 2 с теплоизолирующим слоем - 3. Причем внутренние диаметры первой и второй труб равны, а теплоизолирующий слой трубы 2, приведенной на фиг.1 выполнен из однородного теплоизолирующего материала с известным коэффициентом теплопроводности, что позволяет принять ее за эталонную. Стенд включает первую гибкую теплоизолированную трубу - 4; вторую гибкую теплоизолированную трубу - 5; первый расходомер воздуха - 6; первый блок вентиляторов - 7; первый блок нагревания - 8; первый блок измерения температур, который состоит из первого канального датчика - 9 температуры воздушного потока, второго канального датчика - 10 температуры воздушного потока, первого датчика - 11 температуры наружной поверхности испытываемой трубы, второго датчика - 12 температуры наружной поверхности испытываемой трубы, первого датчика - 13 температуры внутренней поверхности испытываемой трубы, второго датчика - 14 температуры внутренней поверхности испытываемой трубы, датчика - 15 температуры окружающего воздуха. Также в состав стенда входят: первая технологическая теплоизолированная муфта - 16; вторая технологическая теплоизолированная муфта - 17; автоматический блок управления и регистрации - 18; две натурные муфты - 19, 20, которые могут быть выполнены как с теплоизолирующим вкладышем, так и без него, и предназначенные для герметичного соединения двух труб, участвующих в распределении тепловых потоков в радиальном направлении. Кроме того, стенд содержит второй блок измерения температур, в состав которого входят: третий датчик - 21 температуры наружной поверхности стендовой трубы, четвертый датчик - 22 температуры наружной поверхности стендовой трубы, третий датчик - 23 температуры внутренней поверхности стендовой трубы, четвертый датчик - 24 температуры внутренней поверхности стендовой трубы, третий канальный датчик - 25 температуры воздушного потока, четвертый канальный датчик - 26 температуры воздушного потока, второй расходомер - 27; второй блок нагревания - 28; второй блок вентиляторов - 29, третья технологическая теплоизолированная муфта - 30; четвертая технологическая теплоизолированная муфта - 31, слой - 32 дополнительной изоляции испытываемой теплоизолированной трубы, слой - 33 дополнительной изоляции стендовой теплоизолированной трубы.The stand for thermotechnical testing of thermally insulated pipes includes: tested thermally insulated pipe - 1; bench heat-insulated pipe - 2 with a heat-insulating layer - 3. Moreover, the inner diameters of the first and second pipes are equal, and the heat-insulating layer of the pipe 2 shown in Fig. 1 is made of a homogeneous heat-insulating material with a known coefficient of thermal conductivity, which allows us to take it as a reference. The stand includes the first flexible thermally insulated pipe - 4; the second flexible heat-insulated pipe - 5; the first air mass meter - 6; the first block of fans - 7; the first heating unit is 8; the first temperature measuring unit, which consists of the first channel sensor — 9 air temperature, the second channel sensor — 10 air temperature, the first sensor — 11 the external surface temperature of the test pipe, the second sensor — 12 the external surface temperature of the tested pipe, the first sensor — 13 the temperature of the inner surface of the tested pipe, the second sensor - 14 temperature of the inner surface of the tested pipe, the sensor - 15 ambient temperature. The stand also includes: the first technological insulated sleeve - 16; the second technological insulated sleeve - 17; automatic control and registration unit - 18; two full-size couplings - 19, 20, which can be made both with a heat-insulating liner and without it, and designed for hermetic connection of two pipes involved in the distribution of heat fluxes in the radial direction. In addition, the stand contains a second temperature measuring unit, which includes: the third sensor - 21 temperatures of the outer surface of the bench pipe, the fourth sensor - 22 temperatures of the outer surface of the bench pipe, the third sensor - 23 temperatures of the inner surface of the bench pipe, the fourth sensor - 24 temperatures the inner surface of the bench pipe, the third channel sensor 25 air temperature, the fourth channel sensor 26 air temperature, the second flow meter 27; the second heating unit - 28; the second block of fans - 29, the third technological insulated coupling - 30; fourth technological insulated sleeve - 31, layer - 32 additional insulation of the tested insulated pipe, layer - 33 additional insulation of the bench insulated pipe.

Испытываемая теплоизолированная труба нефтяного сортамента или сборка из двух таких труб (1) герметично соединяется одним концом с первым блоком нагревания (8), а другим - со второй гибкой теплоизолированной трубой (5) при помощи технологических теплоизолированных муфт (16, 17) соответственно, на которые устанавливают канальные датчики температуры воздушного потока (9, 10).The tested thermally insulated pipe of oil grade or an assembly of two such pipes (1) is hermetically connected at one end to the first heating unit (8) and the other to the second flexible thermally insulated pipe (5) using process thermally insulated couplings (16, 17), respectively, which install channel air flow temperature sensors (9, 10).

Стендовая труба (2) может быть герметично соединена одним концом - с гибкой теплоизолированной трубой (4), другим - со вторым блоком нагревания (28) с помощью технологических теплоизолированных муфт (30, 31) соответственно, на которые устанавливают соответственно третий и четвертый канальные датчики температуры воздушного потока (25, 26).The bench pipe (2) can be hermetically connected at one end - with a flexible thermally insulated pipe (4), the other - with the second heating unit (28) using technological thermally insulated couplings (30, 31), respectively, on which the third and fourth channel sensors are installed, respectively air flow temperature (25, 26).

В стенде последовательно устанавливают первый и второй блоки вентиляторов (7, 29) и первый и второй блоки нагревания (8, 28), в результате чего в трубах (1, 5, 2, 4) начинает циркулировать поток воздуха, установившееся значение расхода которого измеряют первым и вторым массовыми расходомерами (6, 27).The first and second fan blocks (7, 29) and the first and second heating blocks (8, 28) are installed sequentially in the stand, as a result of which air flow begins to circulate in the pipes (1, 5, 2, 4), the steady-state flow rate of which is measured first and second mass flow meters (6, 27).

Блоки вентиляторов (7, 29) могут содержать, по меньшей мере, по одному канальному вентилятору. Управляющие воздействия, разрешающие включение и выключение первого и второго блоков вентиляторов, подаются соответственно с первого и третьего выходов автоматического блока управления и регистрации (18).The fan blocks (7, 29) may contain at least one channel fan. Control actions allowing the switching on and off of the first and second fan blocks are provided respectively from the first and third outputs of the automatic control and registration unit (18).

Установка первого блока вентиляторов (7) и первого блока нагревания (8), выполненного на канальном нагревателе, а также установка второго блока вентиляторов (29) и второго блока нагревания (28), выполненного аналогично первому блоку нагревания, осуществляется последовательно. Под действием канальных вентиляторов в трубах (1, 5, 2, 4) начинает циркулировать поток воздуха, расход которого может быть измерен расходомерами воздуха (6, 27).The installation of the first fan unit (7) and the first heating unit (8) performed on the channel heater, as well as the installation of the second fan unit (29) and the second heating unit (28), performed similarly to the first heating unit, are carried out sequentially. Under the influence of duct fans in the pipes (1, 5, 2, 4), a stream of air begins to circulate, the flow rate of which can be measured by air flow meters (6, 27).

Автоматический блок управления и регистрации (18) может быть выполнен на базе компьютера, выходы которого соединены с входами управления включением и выключением блоков вентиляторов (7, 29) и блока нагревания (8, 28), а входы приема измеренных показаний температур блока (18) связаны через аналого-цифровые преобразователи (АЦП) с первым и вторым блоками измерения температуры.The automatic control and registration unit (18) can be performed on the basis of a computer, the outputs of which are connected to the control inputs for turning on and off the fan units (7, 29) and the heating unit (8, 28), and the inputs for receiving the measured temperature readings of the unit (18) connected through analog-to-digital converters (ADCs) with the first and second temperature measurement units.

Автоматический блок управления и регистрации (18) поддерживает заданную температуру воздушного потока на основании показаний, полученных от всех датчиков температуры (9, 10, 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 25, 26) путем управления напряжением, подаваемым в блоки нагревания (8, 28). Датчики температуры (11, 12) перемещают по наружной поверхности испытываемой теплоизолированной трубы, при этом в интересующих точках осуществляются измерения температуры на ее поверхности. Датчики температуры (21, 22) перемещают по наружной поверхности стендовой теплоизолированной трубы, и также в интересующих точках осуществляются измерения температуры на поверхности стендовой теплоизолированной трубы. Эти показания фиксируются в автоматическом блоке управления и регистрации.The automatic control and registration unit (18) maintains the set airflow temperature based on the readings received from all temperature sensors (9, 10, 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 25, 26) by controlling the voltage supplied to the heating units (8, 28). Temperature sensors (11, 12) are moved along the outer surface of the test insulated pipe, while at the points of interest temperature is measured on its surface. Temperature sensors (21, 22) are moved along the outer surface of the bench thermally insulated pipe, and also at points of interest temperature measurements are taken on the surface of the bench thermally insulated pipe. These readings are recorded in the automatic control and registration unit.

Автоматический блок управления и регистрации (18) непрерывно контролирует изменения показаний датчиков температуры (9, 10, 11, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 25, 26) в заданные интервалы времени для определения и подачи необходимого напряжения на нагреватели, для достижения стационарного теплового режима. При достижении максимальных значений интервалов изменения показаний упомянутых датчиков блок (18) выдает сигналы о достижении стационарности тепловых потоков в исследуемой теплоизолированной трубе (1), а также в стендовой трубе (2).The automatic control and registration unit (18) continuously monitors changes in the readings of temperature sensors (9, 10, 11, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 25, 26) at specified time intervals to determine and supply the required voltage to the heaters, to achieve a stationary thermal regime. Upon reaching the maximum values of the intervals for changing the readings of the mentioned sensors, the block (18) gives signals about the achievement of the stationary heat fluxes in the studied thermally insulated pipe (1), as well as in the stand pipe (2).

Установившиеся значения температур ΘH и ΘK, измеренных канальными датчиками температуры воздушного потока (9, 10, 25, 26), и расхода воздуха , измеренные расходомерами (6, 27), затем фиксируются автоматическим блоком управления и регистрации (18).The steady-state values of the temperatures Θ H and измер K , measured by channel sensors for air temperature (9, 10, 25, 26), and air flow measured by flowmeters (6, 27) are then fixed by an automatic control and registration unit (18).

Получая в процессе испытаний параметры, характеризующие теплофизические свойства испытуемой теплоизолированной трубы и стендовой (эталонной) трубы, сравнивают полученные параметры стендовой трубы с ее паспортизованными параметрами. При совпадении этих параметров можно судить о достижении в процессе испытаний стационарного режима, а также о правильности их проведения, что в свою очередь подтверждает точность полученных данных для испытуемой теплоизолированной трубы.Obtaining during the test the parameters characterizing the thermophysical properties of the tested thermally insulated pipe and the bench (reference) pipe, compare the obtained parameters of the bench pipe with its certified parameters. If these parameters coincide, it can be judged that the stationary mode was achieved during the tests, as well as the correctness of their conduct, which in turn confirms the accuracy of the data obtained for the tested insulated pipe.

Затем выключают расходомеры и канальные нагреватели (6, 8, 27, 28), отсоединяют гибкие теплоизолированные трубы (4, 5) от расходомеров (6, 27), продувают систему труб (1, 5, 2, 4) "холодным" воздухом с температурой которого совпадает с температурой помещения, в котором расположен стенд.Then turn off the flow meters and channel heaters (6, 8, 27, 28), disconnect the flexible insulated pipes (4, 5) from the flow meters (6, 27), blow the pipe system (1, 5, 2, 4) with “cold” air the temperature of which coincides with the temperature of the room in which the stand is located.

Эффективную теплопроводность теплоизолированной трубы или сборки из двух труб, а также стендовой трубы подсчитывают по формуле:The effective thermal conductivity of a thermally insulated pipe or an assembly of two pipes, as well as a bench pipe, is calculated by the formula:

где:Where:

D1, D2, L - соответственно, внутренний, наружный диаметры и длина теплоизолированной трубы в метрах;D 1 , D 2 , L - respectively, the inner, outer diameters and the length of the insulated pipe in meters;

Т0, °С - температура окружающего воздуха;T 0 ° C - ambient temperature;

ΘH, ΘK - температура воздушного потока на входе и на выходе теплоизолированной трубы в С;Θ H , Θ K - air flow temperature at the inlet and outlet of the heat-insulated pipe in C;

СP, Дж/кг·К - удельная теплоемкость воздуха;With P , J / kg · K - specific heat of air;

кг/с - массовый расход воздуха. kg / s - mass air flow.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляции стендовой трубы, выполняющей роль образца, вычисляют по формулеThe coefficient of thermal conductivity of the insulation of the bench pipe, which plays the role of the sample, is calculated by the formula

, ,

где:Where:

LO- соответственно, внутренний, наружный диаметры и длина стендовой теплоизолированной трубы в метрах; L O - respectively, the inner, outer diameters and the length of the bench thermally insulated pipe in meters;

- температура окружающего воздуха; - ambient temperature;

Θ°H, Θ°K - температура воздушного потока на входе и на выходе теплоизолированной трубы в °К;Θ ° H , Θ ° K - air flow temperature at the inlet and outlet of the heat-insulated pipe in ° K;

СP, Дж/кг·0К - удельная теплоемкость воздуха;With P , J / kg · 0 K - specific heat of air;

кг/с - массовый расход воздуха kg / s - air mass flow

О точности измерения эффективной теплопроводности λэфф теплоизолированной трубы нефтяного сортамента или сборки из двух таких труб судят по степени совпадения измеренного в ходе испытаний коэффициента теплопроводности λ0 однородного теплоизолирующего материала с известным для этого материала дополнительным значением коэффициента теплопроводности.The accuracy of measuring the effective thermal conductivity λ eff of an insulated oil pipe of an assortment of oil or an assembly of two such pipes is judged by the degree of coincidence of the homogeneous heat-insulating material measured during the tests of the thermal conductivity λ 0 with the additional value of the thermal conductivity coefficient known for this material.

После остывания испытываемой теплоизолированной трубы нефтяного сортамента (1), отсоединяют от нее технологические муфты (16, 17), демонтируют теплоизолированную трубу (1), после чего стенд готов для испытаний следующей теплоизолированной трубы нефтяного сортамента.After cooling the test thermally insulated pipe of the oil gauge (1), disconnect the process couplings from it (16, 17), dismantle the thermally insulated pipe (1), after which the stand is ready for testing the next thermally insulated pipe of the oil gauge.

Дополнительный технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, повышение эффективности испытаний теплоизолированных труб нефтяного сортамента, может быть получен в случае установки на стенд вместо стендовой трубы сборки из испытываемых теплоизолированных труб нефтяного сортамента, (как показано на фигуре 2), укрытых по всей длине слоями однородной теплоизоляции постоянной толщины с известным коэффициентом теплопроводности (слоем 32 покрывают первую испытываемую трубу (1) и слоем 33 - другую испытываемую трубу 2). При этом измерение температуры окружающего воздуха, разности температур воздушного потока на входе и выходе каждой из сборок испытываемых теплоизолированных труб проводят при постоянном массовом расходе дважды:An additional technical result provided by the utility model, increasing the efficiency of testing thermally insulated oil pipes of the assortment, can be obtained by installing instead of the bench pipe an assembly of the tested thermally insulated pipes of the oil assortment (as shown in figure 2), covered over the entire length by layers of uniform thermal insulation constant thickness with a known coefficient of thermal conductivity (layer 32 covers the first test pipe (1) and layer 33 - the other test pipe 2). In this case, the measurement of the ambient temperature, the temperature difference of the air flow at the inlet and outlet of each of the assemblies of the tested insulated pipes is carried out at a constant mass flow twice:

- один раз, когда все теплоизолированные трубы укрыты по всей длине слоем (32, 33) однородной теплоизоляции постоянной толщины с известным коэффициентом теплопроводности (фигура 2);- once, when all thermally insulated pipes are covered over the entire length by a layer (32, 33) of uniform thermal insulation of constant thickness with a known coefficient of thermal conductivity (figure 2);

- другой раз, когда все теплоизолированные трубы свободны от слоя (32, 33) дополнительной теплоизоляции (фигура 2), а по результатам измерений определяют теплопроводность каждой из сборок теплоизолированных труб.- another time, when all thermally insulated pipes are free from the layer (32, 33) of additional thermal insulation (figure 2), and the thermal conductivity of each of the assemblies of thermally insulated pipes is determined by the measurement results.

Эффективную теплопроводность каждой из сборок из двух труб, свободных от слоя дополнительной теплоизоляции подсчитывают по формуле (1).The effective thermal conductivity of each of the assemblies of two pipes, free from the layer of additional thermal insulation, is calculated by the formula (1).

Теплопроводность слоя дополнительной изоляции вычисляют по формулеThe thermal conductivity of the additional insulation layer is calculated by the formula

, ,

где: D3=(D2+2δ), (м) - диаметр теплоизолированной трубы, укрытой дополнительной теплоизоляцией толщиной δ;where: D 3 = (D 2 + 2δ), (m) is the diameter of the thermally insulated pipe covered with additional thermal insulation of thickness δ;

ΘΣ H, ΘΣ K - температура воздушного потока на входе и на выходе теплоизолированной трубы (в °С), укрытой дополнительной теплоизоляцией;Θ Σ H , Θ Σ K is the temperature of the air flow at the inlet and at the outlet of the heat-insulated pipe (in ° C), covered by additional thermal insulation;

О точности измерения эффективной теплопроводности λэфф теплоизолированных труб нефтяного сортамента судят по степени совпадения измеренного в ходе испытаний коэффициента теплопроводности λO однородного теплоизолирующего материала с известным для этого материала эталонным значением коэффициента теплопроводности.The accuracy of measuring the effective thermal conductivity λ eff of heat-insulated pipes of the oil gauge is judged by the degree of coincidence of the thermal conductivity coefficient λ O measured during the tests of the homogeneous heat-insulating material with the reference value of the thermal conductivity coefficient known for this material.

Таким образом, предлагаемая конструкция стенда для теплотехнических испытаний теплоизолированных труб позволяет проводить испытания с теплоизолированными трубами нефтяного сортамента, длина которых составляет 10-12 м и более. Масса такой трубы может достигать от 500 кг и более.Thus, the proposed design of the stand for thermotechnical testing of thermally insulated pipes allows testing with thermally insulated pipes of oil grade, the length of which is 10-12 m or more. The weight of such a pipe can reach 500 kg or more.

Claims (6)

1. Стенд для теплотехнических испытаний теплоизолированных труб, содержащий, по меньшей мере, одну испытываемую теплоизолированную трубу, первый блок нагревания, первый блок вентиляторов, блок автоматического управления и регистрации, первый блок измерения температуры, выходы которого соединены с первыми входами приема измеренных показаний температур блока автоматического управления и регистрации, первый и второй выходы которого соединены с входами управления включением первых блока нагревания и блока вентиляторов соответственно, отличающийся тем, что в него введены второй блок измерения температуры, выходы которого соединены со вторыми входами приема измеренных показаний температур блока автоматического управления и регистрации, первый и второй расходомеры воздуха, вторые блок вентиляторов и блок нагревания, а также стендовая теплоизолированная труба, размещенная параллельно испытываемой теплоизолированной трубе, причем одна пара концов испытываемой и стендовой теплоизолированных труб герметично закреплена посредством двух технологических теплоизолированных муфт и соединена первой гибкой теплоизолированной трубой, установленной между вторым расходомером воздуха и первыми блоком вентиляторов и блоком нагревания, установленных последовательно, выход первого расходомера соединен с входом приема показаний первого расходомера блока автоматического управления и регистрации, другая пара концов стендовой и испытываемой теплоизолированных труб герметично закреплена посредством двух других технологических теплоизолированных муфт и соединена второй гибкой теплоизолированной трубой, установленной между первым расходомером воздуха и вторыми блоками вентиляторов и нагревания, установленными последовательно, выход второго расходомера соединен с входом приема показаний второго расходомера блока автоматического управления и регистрации, третий и четвертый выходы которого соединены с входами управления включением второго блока нагревания и второго блока вентиляторов соответственно.1. A stand for thermotechnical testing of thermally insulated pipes, comprising at least one thermally insulated pipe to be tested, a first heating unit, a first fan unit, an automatic control and recording unit, a first temperature measuring unit, the outputs of which are connected to the first inputs of receiving the measured temperature readings of the unit automatic control and registration, the first and second outputs of which are connected to the control inputs by turning on the first heating unit and fan unit, respectively, about characterized in that a second temperature measuring unit is introduced into it, the outputs of which are connected to the second inputs of the measured temperature readings of the automatic control and recording unit, the first and second air flow meters, the second fan unit and the heating unit, as well as a bench heat-insulated pipe placed parallel to the test heat-insulated pipe, and one pair of ends of the test and bench heat-insulated pipes are hermetically fixed by means of two technological heat-insulated couplings and is connected by the first flexible insulated pipe installed between the second air flow meter and the first fan unit and the heating unit installed in series, the output of the first flow meter is connected to the input of the testimony of the first flow meter of the automatic control and registration unit, the other pair of ends of the test and stand insulated pipes are hermetically sealed fixed by two other thermally insulated process couplings and connected by a second flexible thermally insulated pipe tained between a first flow meter of air and the second fan unit, and heat set in series, the second flowmeter output connected to an input receiving indications of the second flowmeter automatic control unit and registration, third and fourth outputs of which are connected to switching control inputs of the second block of heat and the second block of the fan, respectively. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что каждый блок измерения температуры содержит набор датчиков измерения температуры воздушного потока, установленных на входе и выходе теплоизолированной трубы, по разностям температур воздушного потока которых и по результатам измерений температуры окружающего воздуха определяют коэффициент теплопроводности испытываемой трубы.2. The stand according to claim 1, characterized in that each temperature measuring unit contains a set of air flow temperature measuring sensors installed at the inlet and outlet of a thermally insulated pipe, the thermal conductivity coefficient of the tested pipe is determined by the differences in air flow temperature and the results of measurements of ambient temperature . 3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что испытываемая теплоизолированная труба состоит, по меньшей мере, из двух скрепленных натурной муфтой труб.3. The stand according to claim 1, characterized in that the test insulated pipe consists of at least two pipes connected by a full-size coupling. 4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что в качестве стендовой трубы используют эталонную трубу, укрытую слоем теплоизоляции с известным коэффициентом теплопроводности.4. The stand according to claim 1, characterized in that as a bench pipe using a reference pipe, sheathed with a layer of insulation with a known coefficient of thermal conductivity. 5. Стенд по п.1, отличающийся тем, что в качестве стендовой трубы используют другую испытываемую теплоизолированную трубу, состоящую, по меньшей мере, из двух скрепленных натурной муфтой труб.5. The stand according to claim 1, characterized in that as the bench pipe use another tested heat-insulated pipe, consisting of at least two fastened full-sized pipe coupling. 6. Стенд по п.4, отличающийся тем, что обе испытываемые трубы по всей длине покрыты слоем однородной теплоизоляции постоянной толщины с известным коэффициентом теплопроводности.
Figure 00000001
6. The stand according to claim 4, characterized in that both test pipes along the entire length are covered with a layer of uniform thermal insulation of constant thickness with a known coefficient of thermal conductivity.
Figure 00000001
RU2011100882/28U 2011-01-12 2011-01-12 STAND FOR HEAT-TECHNICAL TESTS OF HEAT-INSULATED PIPES RU105443U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011100882/28U RU105443U1 (en) 2011-01-12 2011-01-12 STAND FOR HEAT-TECHNICAL TESTS OF HEAT-INSULATED PIPES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011100882/28U RU105443U1 (en) 2011-01-12 2011-01-12 STAND FOR HEAT-TECHNICAL TESTS OF HEAT-INSULATED PIPES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU105443U1 true RU105443U1 (en) 2011-06-10

Family

ID=44737209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011100882/28U RU105443U1 (en) 2011-01-12 2011-01-12 STAND FOR HEAT-TECHNICAL TESTS OF HEAT-INSULATED PIPES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU105443U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208761U1 (en) * 2021-04-06 2022-01-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Air flow device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208761U1 (en) * 2021-04-06 2022-01-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Air flow device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kobari et al. Development of guarded hot plate apparatus utilizing Peltier module for precise thermal conductivity measurement of insulation materials
CN203365021U (en) Portable temperature calibrator
RU2426106C1 (en) Method of determining heat conductivity of thin-wall heat shield and device to this end
CN102954981A (en) Device and method for testing performance of high-temperature pipeline heat insulation clad material
CN109490354A (en) A kind of electric compartment reduced scale testing stand building method based on the theory of similarity
RU105443U1 (en) STAND FOR HEAT-TECHNICAL TESTS OF HEAT-INSULATED PIPES
CN102590274B (en) System and method used for testing heat conductivity of thin film thermoelectric material
Vega et al. Fire thermal boundary condition measurement using a hybrid heat flux gage
CN102735708A (en) Determination system and method for heat exchange coefficient of cooper pipe
CN108896606A (en) A kind of unstable state cylinder heat resource method temperature becomes effective thermal conductivity measurement device and method
CN107044997B (en) Device and method for testing heat conductivity coefficient of tubular heat preservation layer
RU101828U1 (en) STAND FOR HEAT-TECHNICAL TESTS OF HEAT-INSULATED PIPES
CN102538886B (en) Extra-pipe binding type thermal pulse gas flowmeter capable of resisting ambient temperature disturbances
CN209167177U (en) A kind of unstable state cylinder heat resource method temperature change effective thermal conductivity measurement device
Li et al. Measurements of wall heat flux and temperature in a supersonic model combustors
Bryant et al. Improving the state-of-the-art in flow measurements for large-scale oxygen consumption calorimetry
CN109211422A (en) Application method based on coal gasifier outside wall temperature monitoring imitative experimental appliance
Manohar et al. A comparison of correlations for heat transfer from inclined pipes
RU145491U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING CHARACTERISTICS OF HEAT-INSULATING MATERIALS
RU2356038C1 (en) Plant to determine effective heat conductivity of powder-vacuum and shield-vacuum thermal insulation
RU228929U1 (en) INSTALLATION FOR STUDYING THERMAL CONDUCTIVITY OF VACUUM HEAT INSULATION
CN110017919B (en) Low-temperature infusion pipeline heat leakage testing system and measuring method
RU2551663C2 (en) Method of determining thermal conductivity of solid body of cylindrical shape under steady temperature condition
CN202693053U (en) Bundled thermal pulse gas flowmeter outside pipeline and capable of resisting interference of ambient temperature
RU2486497C1 (en) Plant for testing of aircraft thermal protection