RU182039U1 - Liquid Cooled Sampler - Google Patents

Liquid Cooled Sampler Download PDF

Info

Publication number
RU182039U1
RU182039U1 RU2018114194U RU2018114194U RU182039U1 RU 182039 U1 RU182039 U1 RU 182039U1 RU 2018114194 U RU2018114194 U RU 2018114194U RU 2018114194 U RU2018114194 U RU 2018114194U RU 182039 U1 RU182039 U1 RU 182039U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
model
sampler
sampling
input device
channel
Prior art date
Application number
RU2018114194U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Сергеевич Миронов
Владислав Михайлович Анисимов
Сергей Сергеевич Матвеев
Иван Викторович Чечет
Валерий Юрьевич Абрашкин
Михаил Юрьевич Анисимов
Сергей Геннадьевич Матвеев
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
Priority to RU2018114194U priority Critical patent/RU182039U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU182039U1 publication Critical patent/RU182039U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к газоаналитической технике, теплоэнергетике, авиационной технике и предназначена для отбора пробы продуктов сгорания углеводородных топлив на химический анализ из проточных частей авиационных газотурбинных двигателей, наземных газотурбинных установок, специализированных установок с использованием модельных горелок, модельных камер сгорания и прочих энергетических установок со сжиганием топлива. Пробоотборник состоит из входного устройства, канала отбора пробы и канала системы охлаждения, расположенных соосно. Проточные части каналов отбора пробы и системы охлаждения снабжены оребрением, а входное устройство спрофилировано по принципу сопла Лаваля. Техническим результатом полезной модели является минимизация времени охлаждения втекающей пробы до температуры, при которой значительно замедляются химические реакции, а также уменьшение влияния пробоотборника как инструмента измерения на процессы, происходящие в исследуемом потоке. 3 з.п. ф-лы, 3 илл.The utility model relates to gas analysis technology, heat power engineering, and aviation technology and is intended for sampling products of the combustion of hydrocarbon fuels for chemical analysis from flowing parts of aircraft gas turbine engines, ground gas turbine installations, specialized plants using model burners, model combustion chambers, and other power plants with combustion fuel. The sampler consists of an input device, a sampling channel and a cooling system channel, located coaxially. The flow parts of the sampling channels and the cooling system are equipped with fins, and the input device is profiled according to the principle of a Laval nozzle. The technical result of the utility model is to minimize the cooling time of the flowing sample to a temperature at which chemical reactions are significantly slowed down, as well as to reduce the influence of the sampler as a measurement tool on the processes occurring in the studied stream. 3 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к газоаналитической технике, теплоэнергетике, авиационной технике и предназначена для отбора пробы продуктов сгорания углеводородных топлив на химический анализ из проточных частей авиационных газотурбинных двигателей, наземных газотурбинных установок, специализированных установок с использованием модельных горелок, модельных камер сгорания и прочих энергетических установок со сжиганием топлива.The utility model relates to gas analysis technology, heat power engineering, and aviation technology and is intended for sampling products of the combustion of hydrocarbon fuels for chemical analysis from flowing parts of aircraft gas turbine engines, ground gas turbine installations, specialized plants using model burners, model combustion chambers, and other power plants with combustion fuel.

Известны конструкции пробоотборников, содержащие мероприятия по охлаждению жидкостью втекающей газообразной пробы, отбираемой из зон с повышенной температурой, причем каналы пробы и охлаждения имеют развитую многоуровневую структуру, реализованную с помощью сварных соединений (US 5824919 A, G01N 1/22, 20.10.1998; US 5228514 A, G01N 30/12, 20.07.1993; US 5344122 A, G01N 1/22, 06.09.1994; US 5158365 A, G01K 13/12, 27.10.1992).Sampler designs are known that contain measures for liquid cooling of an inflowing gaseous sample taken from areas with elevated temperature, and the sample and cooling channels have a developed multi-level structure realized using welded joints (US 5824919 A, G01N 1/22, 10.20.1998; US 5228514 A, G01N 30/12, 07.20.1993; US 5344122 A, G01N 1/22, 09/06/1994; US 5158365 A, G01K 13/12, 10/27/1992).

Известные конструкции сложны в изготовлении и сборке, имеют значительные диаметральные размеры (15…50 мм), что оказывает негативное влияние на структуру исследуемого потока.Known designs are difficult to manufacture and assemble, have significant diametrical dimensions (15 ... 50 mm), which has a negative effect on the structure of the studied stream.

Наиболее близким аналогом является конструкция пробоотборника, предназначенного для отбора продуктов сгорания на химический анализ из печи при повышенных температурах, подвод и отвод охлаждающей жидкости в котором организован с помощью полукольцевого канала из двух частей, которые сообщаются в месте разрыва перегородки, причем канал пробы оснащен фильтром грубой очистки, улавливающим твердые частицы и нелетучие углеводороды (US 5777241 A, G01N 1/22, 07.07.1998).The closest analogue is the design of the sampler, designed to select combustion products for chemical analysis from the furnace at elevated temperatures, the supply and removal of coolant in which is organized using a half-ring channel of two parts, which communicate at the point of rupture of the partition, and the sample channel is equipped with a coarse filter purification, trapping solid particles and non-volatile hydrocarbons (US 5777241 A, G01N 1/22, 07/07/1998).

Недостаток этой конструкции заключается в малом темпе охлаждения втекающей пробы до температуры, при которой химические реакции значительно замедляются, что не позволяет принять допущение об отсутствии различия химического состава рабочего тела в пятне отбора пробы и на входе в газоанализатор.The disadvantage of this design is the low rate of cooling of the flowing sample to a temperature at which the chemical reactions are significantly slowed down, which does not allow us to accept the assumption that there is no difference in the chemical composition of the working fluid in the sampling spot and at the inlet to the gas analyzer.

Задачей полезной модели является уменьшение количественного различия составов пробы в точке отбора и анализируемой пробы, а также снижение влияния пробоотборника на структуру исследуемого потока.The objective of the utility model is to reduce the quantitative difference in sample composition at the sampling point and the analyzed sample, as well as to reduce the influence of the sampler on the structure of the studied stream.

Техническим результатом полезной модели является минимизация времени охлаждения втекающей пробы до температуры, при которой значительно замедляются химические реакции, а также уменьшение влияния пробоотборника как инструмента измерения на процессы, происходящие в исследуемом потоке.The technical result of the utility model is to minimize the cooling time of the flowing sample to a temperature at which chemical reactions are significantly slowed down, as well as to reduce the influence of the sampler as a measurement tool on the processes occurring in the studied stream.

Технический результат достигается тем, что в пробоотборнике с жидкостным охлаждением, состоящем из входного устройства, канала отбора пробы и канала системы охлаждения, расположенных соосно, проточные части каналов отбора пробы и системы охлаждения снабжены оребрением, а входное устройство спрофилировано по принципу сопла Лаваля, что при критическом режиме вакуумирования тракта газоанализатора (или избыточном давлении в исследуемом потоке) позволит организовать аэродинамическое охлаждение рабочего тела в результате разгона потока до сверхзвуковых скоростей и снижения его статических параметров.The technical result is achieved in that in a liquid-cooled sampler consisting of an input device, a sampling channel and a cooling system channel, arranged coaxially, the flow parts of the sampling channels and a cooling system are equipped with fins, and the input device is profiled according to the principle of a Laval nozzle, which, when critical mode of evacuation of the gas analyzer tract (or overpressure in the test stream) will allow aerodynamic cooling of the working fluid as a result of acceleration of the flow of the supersonic velocities and reduce its static parameters.

Кроме того, пробоотборник изготовлен из порошка стали методом селективного лазерного спекания.In addition, the sampler is made of steel powder by selective laser sintering.

Кроме того, оребрение каналов отбора пробы и системы охлаждения выполнено в виде системы трапециевидных выступов.In addition, the finning of the sampling channels and the cooling system is made in the form of a trapezoidal projection system.

Кроме того, диаметр рабочей части пробоотборника не превышает 6 мм.In addition, the diameter of the working part of the sampler does not exceed 6 mm.

Устройство поясняется следующими чертежами.The device is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 представлена схема пробоотборника с жидкостным охлаждением с продольным половинчатым разрезом;In FIG. 1 is a diagram of a liquid-cooled longitudinally-half-cut sampler;

на фиг. 2 представлен местный вид оребрения проточной части каналов;in FIG. 2 shows a local view of the fins of the flow part of the channels;

на фиг. 3 представлены линии тока в проточной части канала пробы.in FIG. 3 shows the streamlines in the flow part of the sample channel.

Конструкция состоит из рабочей части, которая содержит входное устройство (1), канал пробы (2), канал охлаждения (3), внешнюю оболочку (4), внутреннюю оболочку (5), разделительную перегородку (6), оребрение (система трапециевидных выступов) (7), и концевого устройства, которое в свою очередь содержит входной (8) и выходной (9) водяные патрубки, выходной патрубок пробы (10), технологическое утолщение (11), подводную (12) и отводную (13) водяные трубки, отводную трубку пробы (14).The design consists of a working part, which contains an input device (1), a sample channel (2), a cooling channel (3), an outer shell (4), an inner shell (5), a dividing wall (6), fins (a system of trapezoidal protrusions) (7), and an end device, which in turn contains water inlet (8) and output (9) nozzles, sample outlet nozzle (10), technological thickening (11), underwater (12) and outlet (13) water tubes, sample outlet tube (14).

Конструкция работает следующим образом.The design works as follows.

Пробоотборник крепится в координатном устройстве, управляющим его положением, посредством технологического утолщения 11. Отбираемая из пятна 15 проба, благодаря вакуумированию тракта за пробоотборником (либо избыточному давлению перед ним), втекает через входное устройство 1, где подвергается первичному аэродинамическому охлаждению, в канал пробы 2. Охлаждающая жидкость через подводную трубку 12 и входной патрубок 8 втекает в канал охлаждения 3. Потоки в каналах 2 и 3 турбулизуются участком системы трапециевидных выступов 7, длина которого выбрана на основании газодинамического расчета, что приводит к обновлению пограничного слоя у стенок внутренней оболочки 5 с толщиной 0.3 мм и интенсификации конвективного теплообмена между охладителем и пробой (течение пробы у стенок каналов показано на фиг. 3). Гладкие стенки внешней оболочки 4 с увеличенной толщиной 0.5 мм снижают теплообмен между водой и потоком вне пробоотборника. Охлажденная проба отводится из канала пробы 2 через патрубок 10 и трубку 14, а охлаждающая вода через патрубок 9 и трубку 13.The sampler is mounted in the coordinate device that controls its position by means of technological thickening 11. The sample taken from spot 15, due to evacuation of the path behind the sampler (or overpressure in front of it), flows through the input device 1, where it undergoes primary aerodynamic cooling, into the sample channel 2 The coolant through the underwater tube 12 and the inlet pipe 8 flows into the cooling channel 3. The flows in the channels 2 and 3 are turbulized by a section of the trapezoidal projection system 7, the length of which is brane based on gas-dynamic calculation, which leads to renewal of the boundary layer at the walls of the inner shell 5 with a thickness of 0.3 mm and enhancement of convective heat exchange between the refrigerant and the sample (for samples from channel walls shown in FIG. 3). Smooth walls of the outer shell 4 with an increased thickness of 0.5 mm reduce heat transfer between water and the flow outside the sampler. The cooled sample is discharged from the sample channel 2 through the pipe 10 and the tube 14, and cooling water through the pipe 9 and the pipe 13.

Claims (4)

1. Пробоотборник с жидкостным охлаждением, состоящий из входного устройства, канала отбора пробы и канала системы охлаждения, расположенных соосно, отличающийся тем, что проточные части каналов отбора пробы и системы охлаждения снабжены оребрением, а входное устройство спрофилировано по принципу сопла Лаваля.1. A liquid-cooled sampler, consisting of an input device, a sampling channel and a cooling system channel, arranged coaxially, characterized in that the flow parts of the sampling channels and cooling system are equipped with fins, and the input device is profiled according to the principle of a Laval nozzle. 2. Пробоотборник с жидкостным охлаждением по п. 1, который изготовлен из порошка стали методом селективного лазерного спекания.2. A liquid-cooled sampler according to claim 1, which is made of steel powder by selective laser sintering. 3. Пробоотборник с жидкостным охлаждением по п. 1, оребрение в котором выполнено в виде системы трапециевидных выступов.3. The liquid-cooled sampler of claim 1, wherein the finning is in the form of a trapezoidal protrusion system. 4. Пробоотборник с жидкостным охлаждением по п. 1, диаметр рабочей части которого не превышает 6 мм.4. A liquid-cooled sampler according to claim 1, the diameter of the working part of which does not exceed 6 mm.
RU2018114194U 2018-04-17 2018-04-17 Liquid Cooled Sampler RU182039U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018114194U RU182039U1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 Liquid Cooled Sampler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018114194U RU182039U1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 Liquid Cooled Sampler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU182039U1 true RU182039U1 (en) 2018-08-01

Family

ID=63142109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018114194U RU182039U1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 Liquid Cooled Sampler

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU182039U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709691C1 (en) * 2019-04-29 2019-12-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Device for analysis of formation of deposits on boiler furnace walls during fuel combustion
CN114152482A (en) * 2021-11-23 2022-03-08 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 Water-cooled supersonic-speed high-temperature gas component freezing and collecting device and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5777241A (en) * 1997-02-06 1998-07-07 Evenson; Euan J. Method and apparatus for sampling and analysis of furnace off-gases
RU143982U1 (en) * 2013-12-05 2014-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" DEVICE FOR SAMPLING FROM A HIGH-TEMPERATURE CHEMICALLY REACTIVE FLOW
RU164754U1 (en) * 2015-12-10 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") AEROSOL AND VAPOR SAMPLING DEVICE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5777241A (en) * 1997-02-06 1998-07-07 Evenson; Euan J. Method and apparatus for sampling and analysis of furnace off-gases
RU143982U1 (en) * 2013-12-05 2014-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" DEVICE FOR SAMPLING FROM A HIGH-TEMPERATURE CHEMICALLY REACTIVE FLOW
RU164754U1 (en) * 2015-12-10 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") AEROSOL AND VAPOR SAMPLING DEVICE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709691C1 (en) * 2019-04-29 2019-12-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Device for analysis of formation of deposits on boiler furnace walls during fuel combustion
CN114152482A (en) * 2021-11-23 2022-03-08 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 Water-cooled supersonic-speed high-temperature gas component freezing and collecting device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101672732B (en) Water-cooling fly ash sampling device of circulating fluid bed boiler
RU182039U1 (en) Liquid Cooled Sampler
Promvonge et al. Investigation on the vortex thermal separation in a vortex tube refrigerator
DK1793189T3 (en) Waste heat boiler
KR101887750B1 (en) Egr cooler for vehicle
CN205785975U (en) A kind of resistant to elevated temperatures burner hearth component sampling apparatus
CN108225777A (en) The high enthalpy sample probe of scramjet engine fuel gas analysis
CN103278434B (en) Measure the device and method of concentration of graphite dust in high temperature gas cooled reactor primary coolant circuit pipe
RU2608798C2 (en) Heat exchanger
CN101694432B (en) Method for evaluating reliability of thermal barrier coating system and device thereof
CN104964856A (en) Power station boiler smoke sampling device
KR20150022818A (en) Extractive continuous ammonia monitoring system
EP2852804A1 (en) Waste heat boiler with bypass and mixer
CN204495626U (en) A kind of gas high-temperature sampling apparatus
CN103398879A (en) Supersonic combustion gas sampling probe
CN112945650B (en) Flue gas sampling device and sampling method
CN204881922U (en) Flue gas temperature measurement sampling system and boiler
Topper Forced heat convection in cylindrical channels: Some problems involving potential and parabolic velocity distribution
CN103968907A (en) Method and device for measuring supercritical and gaseous hydrocarbon fuel dense flow
KR102459617B1 (en) Wake treatment system including same water-cooled flue gas collecting apparatus
RU189923U1 (en) BOILER-UTILIZER WATER TUBE HORIZONTAL
CN208125449U (en) A kind of cement rotary kiln smoke-box flue gas continuous sampling device
CA2567768A1 (en) Apparatus for cooling a hot gas
CN105043827A (en) Power station boiler flue gas sampling device
RU155273U1 (en) STAND FOR MODELING THE COOLING SYSTEM OF THE ELEMENTS OF THE WALL OF THE HEAT PIPE OF THE COMBUSTION CHAMBER OF A GAS TURBINE ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190418