RU206341U1 - Стенд для испытаний на качку и статический крен гидравлических контуров с естественной циркуляцией - Google Patents
Стенд для испытаний на качку и статический крен гидравлических контуров с естественной циркуляцией Download PDFInfo
- Publication number
- RU206341U1 RU206341U1 RU2021111425U RU2021111425U RU206341U1 RU 206341 U1 RU206341 U1 RU 206341U1 RU 2021111425 U RU2021111425 U RU 2021111425U RU 2021111425 U RU2021111425 U RU 2021111425U RU 206341 U1 RU206341 U1 RU 206341U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- natural circulation
- well
- crank mechanism
- thermohydraulic
- section
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
- G01N25/58—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by measuring changes of properties of the material due to heat, cold or expansion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Заявленное техническое решение относится к области динамических и теплогидравлических испытаний и может быть использовано для оценки динамических воздействий на теплогидравлические процессы и параметры, их характеризующие в контурах с естественной циркуляцией теплоносителя (температура, расход, паросодержание, степень перемешивания, пульсации, опрокидывание/застой циркуляции и т.д.).Задача заявляемого решения - создание испытательного стенда для моделирования колебаний применительно к контурам с естественной циркуляцией (с наличием обогреваемого и охлаждаемого участков), сочетающего в себе простоту, надежность и обеспечение им требуемых параметров колебательного движения, а также их четкое односвязное соответствие положению испытуемого объекта в пространстве, вместе с параметрами, описывающими происходящие в испытуемом объекте явления в любой момент времени измерения. Технический результат - обеспечение надежности передачи колебательного движения от заявленного устройства на теплогидравлическую модель, повышение точности в задании и отслеживании этих колебаний, а также в моделировании процессов естественной циркуляции.Технический результат достигается при использовании заявленного стенда, предназначенного для выработки угловых колебаний, изменяющихся по гармоническому закону, имитируя действие качки с помощью кривошипно-шатунного механизма, содержащего контур циркуляции, состоящий из напорного и опускного участков, отличающегося наличием мотор-редуктора, состоящего из асинхронного двигателя, оснащенного преобразователем частоты, для регулирования числа оборотов, и червячного редуктора, оснащенного энкодером угла поворота, кривошипно-шатунный механизм с возможностью регулирования, преобразующим вращательное движение двигателя в колебание теплогидравлической модели контура естественной циркуляции, состоящей из обогреваемого электрическим током подъемного участка и охлаждаемого с помощью теплообменника опускного участка, которые расположены на разной высоте относительно друг друга, для отслеживания колебаний оснащенной 3-х осевым акселерометром (датчик положения и ускорения), а также для отслеживания скорости и пульсаций расхода естественной циркуляции оснащенной датчиком избыточного давления в нижней точке, а также необходимым комплектом термопар.
Description
Заявленное техническое решение относится к области динамических и теплогидравлических испытаний и может быть использовано для оценки динамических воздействий на теплогидравлические процессы и параметры, их характеризующие в контурах с естественной циркуляцией теплоносителя (температура, расход, паросодержание, степень перемешивания, пульсации, опрокидывание/застой циркуляции и т.д.).
Известно устройство, описанное в патенте РФ № 45816. Основное его предназначение - экспериментальное исследование теплообменных процессов в судовых теплообменных аппаратах и утилизационных котлах.
Данное устройство имеет разборный теплообменник типа «труба в трубе», моделирующий газотрубный утилизационный котел. Интенсификация теплообмена достигается установкой трубы с интенсифицированной внутренней поверхностью, а также механизма, создающего пульсацию давления в потоке воздуха. Режимы работы теплообменника устанавливаются изменением температуры и расхода воздуха, подаваемого термовоздуходувкой.
Основным недостаткам указанного устройства является отсутствие замкнутого контура движения теплоносителей при прохождении через теплообменник. Из-за этого снижается экономичность использования данного устройства, а также не учитываются процессы переноса теплоты между участками.
В качестве прототипа выбрано устройство, описанное в статье Кузеро В.Б., Перевезенцев В.В. Структурные характеристики двухфазных газожидкостных потоков в условиях действия периодических поперечных сил // Вопросы атомной науки и техники. серия: ядерно-реакторные константы. 2016. №3. С. 132-142. Показанный там экспериментальный стенд представляет собой адиабатический контур циркуляции, в состав которого входит тяговый участок, выполненный из оргстекла, опускной и подводящий участки, бак-сепаратор. В состав экспериментальной установки также входит технологическое оборудование, обеспечивающие требуемые параметры двухфазного потока и характеристики установки. Основным технологическим оборудованием является компрессорная установка с баллоном-ресивером и устройство подачи воздуха в канал. Объемный расход воздуха определялся с помощью ротаметра. Стенд позволяет изменять угол наклона тягового участка, благодаря конструкции бака-сепаратора и сильфонному соединению тягового и подводящего участков, и создавать циклические отклонения тягового участка от вертикальной оси, имитируя действие качки, с помощью двигателя постоянного тока, присоединенного к каналу через понижающий редуктор и кривошипно-шатунный механизм.
К недостаткам данного устройства относится отсутствие участков подвода и отвода теплоты, а также замена двухфазного потока на двухкомпонентный поток (вода + газ), что снижает точность моделирования процесса естественной циркуляции, которая возникает вследствие уменьшения плотности теплоносителя при его подогреве (либо вследствие кипения, либо ввиду термического расширения). Кроме того, нет описания способа отслеживания и задания колебаний.
Задача заявляемого решения - создание испытательного стенда для моделирования колебаний применительно к контурам с естественной циркуляцией (с наличием обогреваемого и охлаждаемого участков), сочетающего в себе простоту, надежность и обеспечение им требуемых параметров колебательного движения, а также их четкое односвязное соответствие положению испытуемого объекта в пространстве, вместе с параметрами, описывающими происходящие в испытуемом объекте явления в любой момент времени измерения.
Технический результат - обеспечение надежности передачи колебательного движения от заявленного устройства на теплогидравлическую модель, повышение точности в задании и отслеживании этих колебаний, а также в моделировании процессов естественной циркуляции.
Технический результат достигается при использовании заявленного стенда, предназначенного для выработки угловых колебаний, изменяющихся по гармоническому закону, имитируя действие качки с помощью кривошипно-шатунного механизма, содержащего контур циркуляции, состоящий из напорного и опускного участков, отличающегося наличием мотор-редуктора, состоящего из асинхронного двигателя, оснащенного преобразователем частоты, для регулирования числа оборотов, и червячного редуктора, оснащенного энкодером угла поворота, кривошипно-шатунный механизм с возможностью регулирования, преобразующим вращательное движение двигателя в колебание теплогидравлической модели контура естественной циркуляции, состоящей из обогреваемого электрическим током подъемного участка и охлаждаемого с помощью теплообменника опускного участка, которые расположены на разной высоте относительно друг друга, для отслеживания колебаний оснащенной 3-х осевым акселерометром (датчик положения и ускорения), а также для отслеживания скорости и пульсаций расхода естественной циркуляции оснащенной датчиком избыточного давления в нижней точке, а также необходимым комплектом термопар.
На фиг.1 изображен общий вид устройства, где приняты следующие обозначения:
1 - приёмный бак,
2 - охлаждаемый (опускной) участок,
3 - холодильник типа «труба в трубе»,
4 - обогреваемый (подъемный) участок,
5 - нагреватель, выполненный в виде нагревательной спирали, навитой на участок,
6 - мотор-редуктор червячный,
7 - кривошип регулируемый,
8 - тяга (шатун) регулируемая,
9 - шарниры шаровые,
10 - опорные подшипники,
11 - энкодер углов поворота вала,
12 - подвижная верхняя ось,
13 - A - 3-х осевой акселерометр,
14 - P - датчик избыточного давления.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Для создания естественной циркуляции, после заполнения бака 1 до необходимого уровня, к обогреваемому участку 4 подводится электрическая мощность (либо за счет нагревателя 5, выполненного в виде нагревательной спирали, навитой на участок, либо за счет непосредственной подачи разности потенциалов на клеммы, расположенные на границе участка), а от охлаждаемого участка 2 отводится теплота с помощью холодильника 3, выполненному по типу «труба в трубе», в зазоре которого циркулирует охлаждающая (проточная) вода. При выходе стенда на установившийся режим в нем возникает естественная циркуляция либо вследствие кипения, либо ввиду термического расширения жидкости. Конструкция стенда подразумевает испытание и исследование естественной циркуляции при воздействии колебаний. Для этих целей он установлен на подвижную верхнюю ось 12 через подшипники 10.
Колебания модели инициируются кинематической передачей стенда, при преобразовании вращательного движения мотор-редуктора червячного 6 с возможностью изменения частоты вращения при использовании преобразователя частоты (встроенного в систему управления стендом) в возвратно-поступательное движение с помощью кривошипно-шатунного механизма (состоящего из регулируемого кривошипа 7, а также тяги (шатуна) 8). Возможная несоосность нивелируется применением шаровых шарниров 9. Информация о положении модели в пространстве может быть получена при применении двух независимых каналов. Первый способ - при непосредственном считывании угла поворота на энкодере 11, установленном на приводе. Также этим способом возможно получать обратную связь для системы управления приводом стенда, а также вести подсчет количества и периода колебаний. Второй способ - применение 3-х осевого акселерометра (13) А, расположенного в нижней точке стенда. Для исследования процессов, происходящих в контуре естественной циркуляции он оснащен необходимым комплектом измерительной аппаратуры: термопарами (для измерения температур в характерных областях) и датчиком избыточного давления (14) P в нижней точке (для отслеживания скорости и пульсаций расхода).
Таким образом, при использовании заявленного устройства появляется возможность исследования естественной циркуляции как при кипении, так и при термическом расширении теплоносителя, при воздействии на систему угловых колебаний. Два независимых канала измерения в используемом стенде позволяют получать прецизионные данные о положении объекта в пространстве.
Claims (1)
- Стенд для испытаний на качку и статический крен гидравлических контуров с естественной циркуляцией, предназначенный для выработки угловых колебаний, изменяющихся по гармоническому закону, имитируя действие качки с помощью кривошипно-шатунного механизма, содержащего контур циркуляции, состоящий из напорного и опускного участков, отличающегося наличием мотор-редуктора, состоящего из асинхронного двигателя, оснащенного преобразователем частоты, для регулирования числа оборотов, и червячного редуктора, оснащенного энкодером угла поворота, кривошипно-шатунный механизм с возможностью регулирования, преобразующим вращательное движение двигателя в колебание теплогидравлической модели контура естественной циркуляции, состоящей из обогреваемого электрическим током подъемного участка и охлаждаемого с помощью теплообменника опускного участка, которые расположены на разной высоте относительно друг друга, для отслеживания колебаний оснащенной 3-х осевым акселерометром, а также для отслеживания скорости и пульсаций расхода естественной циркуляции оснащенной датчиком избыточного давления в нижней точке, а также необходимым комплектом термопар.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021111425U RU206341U1 (ru) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | Стенд для испытаний на качку и статический крен гидравлических контуров с естественной циркуляцией |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021111425U RU206341U1 (ru) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | Стенд для испытаний на качку и статический крен гидравлических контуров с естественной циркуляцией |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU206341U1 true RU206341U1 (ru) | 2021-09-06 |
Family
ID=77663427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021111425U RU206341U1 (ru) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | Стенд для испытаний на качку и статический крен гидравлических контуров с естественной циркуляцией |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU206341U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU688872A1 (ru) * | 1978-04-03 | 1979-09-30 | Предприятие П/Я А-1495 | Устройство дл измерени и исследовани тепловых потоков |
SU1096551A2 (ru) * | 1983-03-22 | 1984-06-07 | Предприятие П/Я Р-6930 | Устройство дл измерени и исследовани тепловых потоков |
RU45816U1 (ru) * | 2004-12-23 | 2005-05-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) | Устройство (стенд) для моделирования теплообменных процессов |
US20190368945A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Southwest Medical Resources, Inc. | System and method for monitoring cooling system |
RU202079U1 (ru) * | 2020-11-03 | 2021-01-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Двухплоскостной стенд для испытаний на качку и способ его применения для испытания теплогидравлических моделей |
-
2021
- 2021-04-22 RU RU2021111425U patent/RU206341U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU688872A1 (ru) * | 1978-04-03 | 1979-09-30 | Предприятие П/Я А-1495 | Устройство дл измерени и исследовани тепловых потоков |
SU1096551A2 (ru) * | 1983-03-22 | 1984-06-07 | Предприятие П/Я Р-6930 | Устройство дл измерени и исследовани тепловых потоков |
RU45816U1 (ru) * | 2004-12-23 | 2005-05-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) | Устройство (стенд) для моделирования теплообменных процессов |
US20190368945A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Southwest Medical Resources, Inc. | System and method for monitoring cooling system |
RU202079U1 (ru) * | 2020-11-03 | 2021-01-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Двухплоскостной стенд для испытаний на качку и способ его применения для испытания теплогидравлических моделей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109473187B (zh) | 海洋条件下两层流体搅浑过程及传热特性可视化实验系统及方法 | |
Kassab et al. | Air-lift pumps characteristics under two-phase flow conditions | |
CN106248673A (zh) | 一种适用于动态运动条件下的汽泡动力学可视化研究装置 | |
Santini et al. | Two-phase pressure drops in a helically coiled steam generator | |
CN112881386B (zh) | 一种六自由度运动条件下窄缝通道可视化实验装置及方法 | |
Gopalakrishna et al. | An experimental study of flash evaporation from liquid pools | |
CN110057865B (zh) | 船用蒸汽发生器二次侧沸腾传热分析装置 | |
Valmiki et al. | Experimental investigation of thermal storage processes in a thermocline tank | |
RU206341U1 (ru) | Стенд для испытаний на качку и статический крен гидравлических контуров с естественной циркуляцией | |
Hung et al. | Pool boiling heat transfer in narrow horizontal annular crevices | |
US4041707A (en) | Underwater thermal energy conversion unit | |
Yu et al. | Experimental investigation of two-phase flow and heat transfer performance in a cooling gallery under forced oscillation | |
CN112885491A (zh) | 一种六自由度运动条件下回路循环特性实验系统及方法 | |
CN105021472A (zh) | 一种蒸汽腐蚀疲劳试验系统 | |
KR20060011055A (ko) | 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치 | |
Abed et al. | Convective heat transfer in an annulus of concentric and eccentric cylinders with an inner rotating cylinder | |
Sathe | Experimental and Theoretical Studies on a Bubble Pump for a Diffusion-Absorption Refrigeration System | |
US3513696A (en) | Apparatus for determining the rate of ascent or descent of free objects in a liquid medium | |
Hallinan et al. | Dynamics of a natural circulation loop: analysis and experiments | |
Lazova et al. | Heat transfer in horizontal tubes at supercritical pressures for organic Rankine Cycle applications | |
CN117091840A (zh) | 复杂交变载荷条件下可倾瓦径向滑动轴承综合性能试验台 | |
Gaggioli et al. | Thermal characterization of a stratifying molten salts storage tank with integrated steam generator in real operating conditions | |
Yang et al. | Heat transfer of confined impinging jet onto spherically concave surface with piston cooling application | |
Wei et al. | Experimental study of bubble growth and Flow in small-diameter thermosyphon loops with filling ratios of 90% and 95% | |
CN211696281U (zh) | 一种汽轮机轴承相对标高测量装置 |