RU2650454C1 - Installation for investigation of pulsed fluid motion regime - Google Patents

Installation for investigation of pulsed fluid motion regime Download PDF

Info

Publication number
RU2650454C1
RU2650454C1 RU2017104364A RU2017104364A RU2650454C1 RU 2650454 C1 RU2650454 C1 RU 2650454C1 RU 2017104364 A RU2017104364 A RU 2017104364A RU 2017104364 A RU2017104364 A RU 2017104364A RU 2650454 C1 RU2650454 C1 RU 2650454C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
cooler
circuit
heated
input
Prior art date
Application number
RU2017104364A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Павлович Левцев
Андрей Николаевич Макеев
Алексей Михайлович Зюзин
Максим Сергеевич Широв
Original Assignee
Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" (ЧОУ ДПО "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО")
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 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" (ЧОУ ДПО "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") filed Critical Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" (ЧОУ ДПО "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО")
Priority to RU2017104364A priority Critical patent/RU2650454C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2650454C1 publication Critical patent/RU2650454C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B19/00—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour
    • F25B19/02—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour using fluid jet, e.g. of steam
    • F25B19/04—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour using fluid jet, e.g. of steam using liquid jet, e.g. of water

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: heating system.
SUBSTANCE: installation for the investigation of the pulsed fluid motion regime includes warming and heating circuits 1 and 2. Circuit 1 includes a hydraulically connected heat source 3, a pump 4 and a heat exchanger 5. Circuit 2 includes a hydraulically connected heater 6, a second pump 7, a check valve 8, a cooler 9 and an adjusting valve 10. A battery 11 is connected between the cooler 9 and the valve 10 to the circuit 2. Shock unit 13 is connected between the pump 7 and the valve 8 to the circuit 2, through the mode switching valve 12, the output of which is connected to the input of air heater 6. The cooler 9 and the heat exchanger 5 are connected to each other with the possibility of making thermal contact. At the inlet and outlet of heat exchanger 5 and cooler 9, temperature sensors 14-17 are installed. The installation further comprises two flow meters 18 and 19, four taps 20-23, two additional check valves 24, 25, a second control valve 26, second battery 27 and three pressure sensors 28-30.
EFFECT: creation of an installation that allows to study hydraulic shock, to investigate the effect of pulsed motion of the coolant on heat transfer process, and to perform comparative thermal tests.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидродинамики при использовании технического решения для изучения гидравлического удара, а также к области теплоэнергетики, где может быть использовано для изучения влияния импульсного движения теплоносителя на процессы теплопередачи в системах теплоснабжения и системах жидкостного охлаждения.The invention relates to the field of hydrodynamics when using a technical solution for the study of water hammer, as well as to the field of heat engineering, where it can be used to study the influence of pulsed motion of a heat carrier on heat transfer processes in heat supply systems and liquid cooling systems.

Известна конструкция системы жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов, включающая циркуляционный контур, в котором установлены насосы, теплообменник и ионообменный фильтр, включенный параллельно насосам, охладитель, подпиточную емкость, расположенную выше любого участка циркуляционного контура и подключенную к всасывающей линии насосов, измерительные приборы, пульсатор, гидроаккумулятор, обратный клапан, подающий и обратный вентили, параллельно пульсатору, включенному последовательно в циркулярный контур через подающий и обратный вентили, подключен охладитель, в подающем трубопроводе которого установлен обратный клапан, а в его обратном трубопроводе перед обратным вентилем - гидроаккумулятор (См. Пат. на изобретение 2548239 Российская Федерация, МПК F25B 23/04. Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов. Заявл. 09.10.2013; опубл. 24.04.2015, Бюл. №11).A known design of a liquid cooling system for semiconductor devices, including a circulation circuit in which pumps, a heat exchanger and an ion exchange filter are installed, connected in parallel with the pumps, a cooler, a make-up tank located above any section of the circulation circuit and connected to the suction line of the pumps, measuring instruments, a pulsator, a hydraulic accumulator , check valve, feed and check valves, parallel to the pulsator, connected in series to the circular circuit through the feed non-return valves, a cooler is connected, in the supply pipe of which a non-return valve is installed, and in its return pipe an accumulator is installed in front of the non-return valve (See Patent for Invention 2548239 Russian Federation, IPC F25B 23/04. Liquid-cooled system for semiconductor devices. Decl. 09.10 .2013; publ. 04.24.2015, Bull. No. 11).

Из недостатков данной конструкции системы жидкостного охлаждения применительно к технической задаче настоящего изобретения следует отметить отсутствие возможности сопоставления эффективности работы охладителя полупроводникового прибора при циркуляции через него теплоносителя в стационарном и импульсном режимах.Among the disadvantages of this design of a liquid cooling system as applied to the technical task of the present invention, it should be noted that there is no possibility of comparing the operating efficiency of a semiconductor device cooler when the coolant circulates through it in stationary and pulsed modes.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является схема экспериментальной установки для испытания охладителей полупроводниковых приборов (См. Левцев, А.П. Импульсная циркуляция охлаждаемой среды для систем традиционного жидкостного охлаждения силовых полупроводниковых приборов / А.П. Левцев [и др] // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: Сб. науч. тр. Междунар. конф. / Редкол.: Сенин П.В. [и др.]; отв. за вып. А.В. Столяров. - Саранск, 2014. - С. 3-10).The closest technical solution for the combination of essential features is the experimental setup for testing semiconductor device coolers (See Levtsev, A.P. Pulse circulation of a cooled medium for systems of traditional liquid cooling of power semiconductor devices / A.P. Levtsev [et al] // Energy-efficient and resource-saving technologies and systems: Collection of scientific papers of the International Conference / Editorial: Senin P.V. [et al.]; Responsible for the issue A.V. Stolyarov. - Saransk, 2014. - С . 3-10).

Установка содержит греющий и нагреваемый контуры, греющий контур включает гидравлически соединенные источник теплоты, насос и теплообменник, нагреваемый контур включает гидравлически соединенные, последовательно по ходу движения нагреваемого теплоносителя, калорифер, второй насос, обратный клапан, охладитель и регулировочный вентиль, причем между охладителем и регулировочным вентилем к нагреваемому контуру подключен гидравлический аккумулятор, между вторым насосом и обратным клапаном к нагреваемому контуру через вентиль переключения режимов подключен ударный узел, выход которого связан с входом калорифера, при этом охладитель и теплообменник соединены между собой с возможностью осуществления термического контакта, а на входе и выходе теплообменника и охладителя установлены соответственно датчики температуры.The installation contains heating and heated circuits, the heating circuit includes a hydraulically connected heat source, a pump and a heat exchanger, the heated circuit includes hydraulically connected, sequentially in the direction of movement of the heated coolant, a heater, a second pump, a check valve, a cooler and a control valve, between the cooler and the control valve a hydraulic accumulator is connected to the heated circuit by a valve; between the second pump and the non-return valve, a heated circuit is connected to the heated circuit Nia connected percussive mode node, whose output is connected to an input of the heater, the cooler and the heat exchanger are interconnected with the possibility of thermal contact, and the inlet and outlet of the heat exchanger and coolant temperature sensors are installed respectively.

Названная конструкция выбрана за прототип.The named design is selected for the prototype.

Среди недостатков прототипа можно отметить:Among the disadvantages of the prototype can be noted:

- в греющем контуре не предусмотрена компенсация температурного изменения объема греющего теплоносителя, что сказывается на разгерметизации этого контура и характеризует относительно низкую надежность известного технического решения;- in the heating circuit there is no compensation for temperature changes in the volume of the heating fluid, which affects the depressurization of this circuit and characterizes the relatively low reliability of the known technical solution;

- отсутствие технической возможности для измерения фактического расхода нагреваемого теплоносителя методом слива в мерную емкость, что необходимо для оценки погрешности механических и электронных средств измерения расхода в импульсном режиме циркуляции теплоносителя;- lack of technical ability to measure the actual flow rate of the heated coolant by the method of discharge into a measured tank, which is necessary to assess the error of mechanical and electronic means of measuring flow in a pulsed mode of circulation of the coolant;

- в приведенном схемном решении замена охладителя для проведения серии сопоставительных экспериментов осложнена необходимостью слива значительной части нагреваемого теплоносителя из нагреваемого контура, что требует дополнительных затрат времени и материальных средств.- in the given circuit solution, the replacement of the cooler for a series of comparative experiments is complicated by the need to drain a significant part of the heated coolant from the heated circuit, which requires additional time and material resources.

Технической задачей изобретения является создание установки для исследования импульсного режима движения жидкости, которая при повышении надежности и расширении унификации технического решения позволит:An object of the invention is the creation of an installation for studying the pulsed regime of fluid motion, which, while increasing reliability and expanding the unification of technical solutions, will allow

- изучать гидравлический удар и особенности импульсного движения жидкости в области гидродинамики;- to study the water hammer and the characteristics of the pulsed fluid motion in the field of hydrodynamics;

- исследовать влияние импульсного движения теплоносителя на процесс теплопередачи в области теплоэнергетики;- to study the effect of pulsed movement of the coolant on the heat transfer process in the field of heat power;

- проводить сравнительные тепловые испытания в стационарном и импульсном режиме циркуляции теплоносителя для различных систем жидкостного охлаждения силовых полупроводниковых приборов.- conduct comparative thermal tests in stationary and pulsed circulation modes for various liquid cooling systems of power semiconductor devices.

Технический результат достигается за счет того, что установка для исследования импульсного режима движения жидкости, включающая греющий и нагреваемый контуры, греющий контур включает гидравлически соединенные источник теплоты, насос и теплообменник, нагреваемый контур включает гидравлически соединенные, последовательно по ходу движения нагреваемого теплоносителя, калорифер, второй насос, обратный клапан, охладитель и регулировочный вентиль, причем между охладителем и регулировочным вентилем к нагреваемому контуру подключен гидравлический аккумулятор, между вторым насосом и обратным клапаном к нагреваемому контуру через вентиль переключения режимов подключен ударный узел, выход которого связан с входом калорифера, при этом охладитель и теплообменник соединены между собой с возможностью осуществления термического контакта, а на входе и выходе теплообменника и охладителя установлены соответственно датчики температуры, дополнительно содержит два измерителя расхода, четыре крана, два дополнительных обратных клапана, второй регулировочный вентиль, второй гидравлический аккумулятор и три датчика давления, причем первый измеритель расхода включен в греющий контур, к которому через первый кран подключен второй гидравлический аккумулятор, второй измеритель расхода установлен в нагреваемом контуре перед первым регулировочным вентилем, второй кран установлен в нагреваемый контур между первым обратным клапаном и охладителем, третий кран установлен на входе первого гидравлического аккумулятора, четвертый кран установлен в нагреваемый контур между вторым измерителем расхода и первым регулировочным вентилем, второй обратный клапан установлен в нагреваемый контур на выходе охладителя, выход третьего обратного клапана подключен к входу первого регулировочного вентиля, вход второго регулировочного вентиля подключен к входу четвертого крана, два датчика давления установлены на входе и выходе ударного узла, а третий датчик давления установлен на входе второго измерителя расхода.The technical result is achieved due to the fact that the installation for studying the pulse mode of fluid movement, including the heating and heated circuits, the heating circuit includes a hydraulically connected heat source, a pump and a heat exchanger, the heated circuit includes hydraulically connected, sequentially in the direction of movement of the heated coolant, air heater, second a pump, a non-return valve, a cooler and a control valve, moreover, between the cooler and the control valve, a hydraulic circuit is connected to the heated circuit a battery, between the second pump and the non-return valve, a shock assembly is connected to the heated circuit through the mode switching valve, the output of which is connected to the input of the air heater, while the cooler and heat exchanger are interconnected to make thermal contact, and the heat exchanger and cooler are installed at the inlet and outlet respectively, temperature sensors, additionally contains two flow meters, four taps, two additional non-return valves, a second control valve, a second hydraulic an electric accumulator and three pressure sensors, the first flow meter being connected to a heating circuit to which a second hydraulic accumulator is connected through the first valve, the second flow meter is installed in the heated circuit in front of the first control valve, the second valve is installed in the heated circuit between the first non-return valve and the cooler , the third valve is installed at the inlet of the first hydraulic accumulator, the fourth valve is installed in the heated circuit between the second flow meter and the first control m valve, the second non-return valve is installed in the heated circuit at the outlet of the cooler, the output of the third non-return valve is connected to the input of the first control valve, the input of the second control valve is connected to the input of the fourth valve, two pressure sensors are installed at the input and output of the shock assembly, and the third pressure sensor installed at the input of the second flow meter.

Предлагаемое схемное решение установки для исследования импульсного режима движения жидкости представлено на чертеже, который прилагается к тексту настоящей заявки.The proposed circuit solution of the installation for studying the pulse mode of fluid movement is presented in the drawing, which is attached to the text of this application.

Установка для исследования импульсного режима движения жидкости, содержит греющий 1 и нагреваемый 2 контуры, греющий контур 1 включает гидравлически соединенные источник теплоты 3, насос 4 и теплообменник 5, нагреваемый контур 2 включает гидравлически соединенные последовательно по ходу движения нагреваемого теплоносителя калорифер 6, второй насос 7, обратный клапан 8, охладитель 9 и регулировочный вентиль 10, причем между охладителем 9 и регулировочным вентилем 10 к нагреваемому контуру 2 подключен гидравлический аккумулятор 11, между вторым насосом 7 и обратным клапаном 8 к нагреваемому контуру 2 через вентиль переключения режимов 12 подключен ударный узел 13, выход которого связан с входом калорифера 6, при этом охладитель 9 и теплообменник 5 соединены между собой с возможностью осуществления термического контакта, а на входе и выходе теплообменника 5 и охладителя 9 установлены соответственно датчики температуры 14, 15, 16, 17, первый измеритель расхода 18 включен в греющий контур 1, к которому через первый кран 20 подключен второй гидравлический аккумулятор 27, второй измеритель расхода 19 установлен в нагреваемом контуре 2 перед первым регулировочным вентилем 10, второй кран 21 установлен в нагреваемый контур 2 между первым обратным клапаном 8 и охладителем 9, третий кран 22 установлен на входе первого гидравлического аккумулятора 11, четвертый кран 23 установлен в нагреваемый контур 2 между вторым измерителем расхода 19 и первым регулировочным вентилем 11, второй обратный клапан 24 установлен в нагреваемый контур 2 на выходе охладителя 9, выход третьего обратного клапана 25 подключен к входу первого регулировочного вентиля 11, вход второго регулировочного вентиля 26 подключен к входу четвертого крана 23, два датчика давления 28, 29 установлены на входе и выходе ударного узла 13, а третий датчик давления 30 установлен на входе второго измерителя расхода 19.The apparatus for studying the pulse mode of fluid movement contains heating 1 and heated 2 circuits, heating circuit 1 includes a hydraulically connected heat source 3, pump 4 and a heat exchanger 5, heated circuit 2 includes a heat exchanger 6 hydraulically connected in series along the movement of the heated coolant, and a second pump 7 , non-return valve 8, cooler 9 and control valve 10, and between the cooler 9 and control valve 10 to the heated circuit 2 is connected a hydraulic accumulator 11, between the second by an asosos 7 and a non-return valve 8, a shock assembly 13 is connected to the heated circuit 2 through the mode switching valve 12, the output of which is connected to the input of the air heater 6, while the cooler 9 and the heat exchanger 5 are interconnected to allow thermal contact, and at the input and output of the heat exchanger 5 and a cooler 9, respectively, temperature sensors 14, 15, 16, 17 are installed, the first flow meter 18 is included in the heating circuit 1, to which a second hydraulic accumulator 27 is connected through the first valve 20, the second flow meter 19 installed in the heated circuit 2 in front of the first control valve 10, the second valve 21 is installed in the heated circuit 2 between the first non-return valve 8 and the cooler 9, the third valve 22 is installed at the inlet of the first hydraulic accumulator 11, the fourth valve 23 is installed in the heated circuit 2 between the second meter 19 and the first control valve 11, the second check valve 24 is installed in the heated circuit 2 at the outlet of the cooler 9, the output of the third check valve 25 is connected to the input of the first control valve 11, the input to the second control valve 26 is connected to the input of the fourth valve 23, two pressure sensors 28, 29 are installed at the input and output of the shock assembly 13, and a third pressure sensor 30 is installed at the input of the second flow meter 19.

Установка для исследования импульсного режима движения жидкости функционирует в одном из двух режимов: стационарном и импульсном. Для обеспечения работы технического решения в любом режиме необходимо произвести предварительное заполнение греющего контура 1 через первый кран 20 (при временном снятии второго гидравлического аккумулятора 27 или без его снятия, если первый кран 20 выполнен трехходовым) и нагреваемого контура 2 через третий обратный клапан 25 соответствующими видами теплоносителей - греющим и нагреваемым. В качестве таковых может быть использована вода или любая другая диэлектрическая и/или незамерзающая жидкость.The apparatus for studying the pulsed fluid motion mode operates in one of two modes: stationary and pulsed. To ensure that the technical solution works in any mode, it is necessary to pre-fill the heating circuit 1 through the first valve 20 (when temporarily removing the second hydraulic accumulator 27 or without removing it, if the first valve 20 is three-way) and the heated circuit 2 through the third check valve 25 with the corresponding types heat carriers - heating and heated. As such, water or any other dielectric and / or non-freezing liquid may be used.

Работа экспериментальной установки в стационарном режиме осуществляется следующим образом. Включается насос 4, на источнике теплоты 3 обеспечивается подогрев греющего теплоносителя, который начинает циркулировать через теплообменник 5 и нагревать его. Таким образом, теплообменник 5 является для охладителя 9 источником тепловыделения. Рекомендуется, чтобы мощность источника теплоты 3 была больше тепловой мощности испытуемого охладителя 9. Температурное расширение греющего теплоносителя компенсируется вторым гидравлическим аккумулятором 27, подключенного к греющему контуру 1 через первый кран 20, который также может быть использован и для слива греющего теплоносителя из греющего контура 1 (при снятии гидравлического аккумулятора 27 или без его снятия, если первый дополнительный кран 20 выполнен трехходовым). Оценка расхода греющего теплоносителя через теплообменник 5 осуществляется посредством первого измерителя расхода 18, а перепад температур на нем фиксируется при помощи первого 14 и второго 15 датчиков температуры, установленных на входе и выходе теплообменника 5. Мощность нагрева теплообменника 5 регулируется степенью подогрева греющего теплоносителя на источнике теплоты 3 путем изменения расходной характеристики насоса 4 или путем введения в греющий контур 1 дополнительных гидравлических сопротивлений (на чертеже не указаны).The operation of the experimental setup in stationary mode is as follows. The pump 4 is turned on, at the heat source 3, the heating heating medium is heated, which begins to circulate through the heat exchanger 5 and heat it. Thus, the heat exchanger 5 is a source of heat for the cooler 9. It is recommended that the power of the heat source 3 be greater than the heat capacity of the tested cooler 9. The thermal expansion of the heating medium is compensated by a second hydraulic accumulator 27 connected to the heating circuit 1 through the first valve 20, which can also be used to drain the heating medium from heating circuit 1 ( when removing the hydraulic accumulator 27 or without removing it, if the first additional valve 20 is made three-way). The flow rate of the heating medium through the heat exchanger 5 is estimated by means of the first flow meter 18, and the temperature difference on it is recorded using the first 14 and second 15 temperature sensors installed at the inlet and outlet of the heat exchanger 5. The heating power of the heat exchanger 5 is controlled by the degree of heating of the heating medium at the heat source 3 by changing the flow characteristics of the pump 4 or by introducing additional hydraulic resistances into the heating circuit 1 (not shown in the drawing).

Включается второй насос 7, который начинает осуществлять циркуляцию нагреваемого теплоносителя по нагреваемому контуру 2 в следующей последовательности: второй насос 7, обратный клапан 8, второй кран 21 (который должен быть открыт), охладитель 9, второй обратный клапан 24, второй измеритель расхода 19, четвертый кран 23, первый регулировочный вентиль 10, калорифер 6, второй насос 7. При этом вентиль переключения режимов 12 закрыт. Оценка расхода нагреваемого теплоносителя через охладитель 9 осуществляется посредством второго измерителя расхода 19, а перепад температур на нем фиксируется при помощи третьего 16 и четвертого 17 датчиков температуры, установленных на входе и выходе охладителя 9. Изменение расхода нагреваемого теплоносителя в нагреваемом контуре 2 осуществляется при помощи первого регулировочного вентиля 10 или путем изменения расходной характеристики второго насоса 7. Компенсация температурного расширения нагреваемого теплоносителя будет осуществляться при помощи первого гидравлического аккумулятора 11, подключенного к нагреваемому контуру 2 через третий кран 22.The second pump 7 is turned on, which begins to circulate the heated coolant along the heated circuit 2 in the following sequence: the second pump 7, the check valve 8, the second valve 21 (which must be open), the cooler 9, the second check valve 24, the second flow meter 19, the fourth valve 23, the first control valve 10, air heater 6, the second pump 7. At the same time, the mode switching valve 12 is closed. The flow rate of the heated coolant through the cooler 9 is estimated by means of the second flow meter 19, and the temperature difference on it is recorded using the third 16 and fourth 17 temperature sensors installed at the inlet and outlet of the cooler 9. The flow rate of the heated coolant in the heated circuit 2 is changed using the first control valve 10 or by changing the flow characteristic of the second pump 7. Compensation of the thermal expansion of the heated coolant will be carried out using the first hydraulic accumulator 11 connected to the heated circuit 2 through the third valve 22.

Переход во второй (импульсный) режим осуществляется из стационарного путем открытия вентиля переключения режимов 12 и прикрытием первого регулирующего вентиля 10. В результате этого нагреваемый теплоноситель, избирая путь наименьшего гидравлического сопротивления, начнет поступать через открытый ударный узел 13, автоматически запуская его в работу, и калорифер 6 к входу второго насоса 7. При определенной скорости истечения ударный узел 13 автоматически закроется и возникнет волна гидравлического удара, которая обеспечит импульсный впрыск некоторого количества нагреваемого теплоносителя через обратный клапан 8, второй кран 21, охладитель 9 и второй обратный клапан 24 в первый гидравлический аккумулятор 11 (в этом случае третий кран 22 должен быть открыт). Из первого гидравлического аккумулятора 11 нагреваемый теплоноситель через третий кран 22, второй измеритель расхода 19, четвертый кран 23, первый регулировочный вентиль 10, охладившись в калорифере 6, поступит к входу второго насоса 7.The transition to the second (pulse) mode is carried out from the stationary one by opening the mode switching valve 12 and closing the first control valve 10. As a result, the heated coolant, choosing the path of the least hydraulic resistance, will begin to flow through the open shock assembly 13, automatically starting it up, and air heater 6 to the input of the second pump 7. At a certain flow rate, the impact unit 13 will automatically close and a water hammer wave will occur, which will provide pulse injection a certain amount of heated coolant through the check valve 8, the second valve 21, the cooler 9 and the second check valve 24 into the first hydraulic accumulator 11 (in this case, the third valve 22 must be open). From the first hydraulic accumulator 11, the heated fluid through the third valve 22, the second flow meter 19, the fourth valve 23, the first control valve 10, cooled in the heater 6, will go to the input of the second pump 7.

После того, как положительная волна гидравлического удара в нагреваемом контуре 2 будет исчерпана, наступит фаза отрицательной волны гидравлического удара, влияние которой распространится к входу ударного узла 13, в результате чего его проходное сечение автоматически откроется. Нагреваемый теплоноситель, вновь избирая путь наименьшего сопротивления, будет циркулировать через открытый ударный узел 13 и способствовать его закрытию. Когда ударный узел 13 опять закроется, то процесс импульсной циркуляции нагреваемого теплоносителя через охладитель 9 повторится в описанной выше последовательности.After the positive water shock wave in the heated circuit 2 is exhausted, the phase of the negative water shock wave begins, the influence of which propagates to the input of the shock assembly 13, as a result of which its passage section automatically opens. The heated coolant, again choosing the path of least resistance, will circulate through the open impact unit 13 and contribute to its closure. When the shock assembly 13 closes again, the process of pulsed circulation of the heated coolant through the cooler 9 will be repeated in the above sequence.

Пульсации давления нагреваемого теплоносителя фиксируются при помощи первого датчика давления 28, установленного на входе ударного узла 13, второго датчика давления 29, установленного за ударным узлом 13 и третьего датчика давления 30, установленного перед вторым измерителем расхода 19.The pressure pulsations of the heated coolant are recorded using the first pressure sensor 28 installed at the inlet of the shock assembly 13, a second pressure sensor 29 installed behind the shock assembly 13 and a third pressure sensor 30 installed in front of the second flow meter 19.

Выход второго регулировочного вентиля 26 используется для слива нагреваемого теплоносителя в мерную емкость (на чертеже не указана) для последующего сопоставления фактического расхода нагреваемого теплоносителя в нагреваемом контуре со значением его расхода по показаниям второго измерителя расхода 19. При этом должна осуществляться подпитка нагреваемого контура 2 через третий обратный клапан 25.The output of the second control valve 26 is used to drain the heated coolant into a measured tank (not shown in the drawing) for subsequent comparison of the actual flow rate of the heated coolant in the heated circuit with the value of its flow according to the readings of the second flow meter 19. In this case, the heating circuit 2 must be fed through the third check valve 25.

Второй обратный клапан 24 и второй кран 21, при его закрытии, позволят избежать опорожнения нагреваемого контура 2 при замене охладителя 9.The second check valve 24 and the second valve 21, when closed, will avoid emptying the heated circuit 2 when replacing the cooler 9.

При помощи третьего крана 22 гидравлический аккумулятор 11 может быть выключен из нагреваемого контура 2 для исследования пульсаций нагреваемого теплоносителя в случае имитации отсутствия гасителя гидравлического удара.Using the third valve 22, the hydraulic accumulator 11 can be turned off from the heated circuit 2 to study the pulsations of the heated coolant in the case of simulating the absence of a shock absorber.

Использование данного технического решения позволит:Using this technical solution will allow:

- в области гидродинамики изучать явление гидравлического удара, возможные способы его создания и применения; исследовать принцип работы гидравлического тарана; анализировать движение жидкости в стационарном и импульсном режиме ее движения с возможностью визуализации значений давлений греющего и нагреваемого теплоносителей на отдельных участках контуров их циркуляции;- in the field of hydrodynamics to study the phenomenon of water hammer, possible methods for its creation and application; explore the principle of operation of a hydraulic ram; to analyze the fluid motion in the stationary and pulsed mode of its motion with the possibility of visualizing the pressure values of the heating and heated fluids in separate sections of their circulation circuits;

- в области теплоэнергетики проводить сравнительную оценку влияния импульсного движения теплоносителя на процесс теплопередачи в сопоставлении со стационарным режимом его движения; получать информацию для построения расходно-мощностных характеристик различных конструкций охладителей;- in the field of power engineering, to conduct a comparative assessment of the influence of pulsed motion of the coolant on the heat transfer process in comparison with the stationary mode of its movement; receive information to build the power-supply characteristics of various designs of coolers;

- уменьшить, а в некоторых случаях полностью исключить потери теплоносителя в нагреваемом контуре при сравнительных тепловых и гидравлических испытаниях различных конструкций охладителей для систем жидкостного охлаждения силовых полупроводниковых приборов;- reduce, and in some cases completely eliminate the loss of coolant in the heated circuit during comparative thermal and hydraulic tests of various designs of coolers for liquid cooling systems of power semiconductor devices;

- использовать эргономичную возможность присоединения различных конструкций охладителей к нагреваемому контуру для последующего их исследования;- use the ergonomic possibility of attaching various designs of coolers to the heated circuit for their subsequent study;

- расширить его унификацию путем использования настоящего технического решения в различных областях техники для учебных и промышленных целей;- expand its unification by using this technical solution in various fields of technology for educational and industrial purposes;

- повысить точность проведения научного эксперимента, что достигается путем использования возможности слива нагреваемого теплоносителя в мерную емкость из нагреваемого контура в импульсном и стационарном режимах его циркуляции;- to improve the accuracy of the scientific experiment, which is achieved by using the possibility of draining the heated fluid into a measured tank from the heated circuit in the pulse and stationary modes of its circulation;

- повысить надежность технического решения за счет устранения разгерметизации греющего контура при температурном изменении объема греющего теплоносителя.- to increase the reliability of the technical solution by eliminating the depressurization of the heating circuit with a temperature change in the volume of the heating fluid.

Claims (1)

Установка для исследования импульсного режима движения жидкости, включающая греющий и нагреваемый контуры, греющий контур включает гидравлически соединенные источник теплоты, насос и теплообменник, нагреваемый контур включает гидравлически соединенные последовательно по ходу движения нагреваемого теплоносителя калорифер, второй насос, обратный клапан, охладитель и регулировочный вентиль, причем между охладителем и регулировочным вентилем к нагреваемому контуру подключен гидравлический аккумулятор, между вторым насосом и обратным клапаном к нагреваемому контуру через вентиль переключения режимов подключен ударный узел, выход которого связан с входом калорифера, при этом охладитель и теплообменник соединены между собой с возможностью осуществления термического контакта, а на входе и выходе теплообменника и охладителя установлены соответственно датчики температуры, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены два измерителя расхода, четыре крана, два дополнительных обратных клапана, второй регулировочный вентиль, второй гидравлический аккумулятор и три датчика давления, причем первый измеритель расхода включен в греющий контур, к которому через первый кран подключен второй гидравлический аккумулятор, второй измеритель расхода установлен в нагреваемом контуре перед первым регулировочным вентилем, второй кран установлен в нагреваемый контур между первым обратным клапаном и охладителем, третий кран установлен на входе первого гидравлического аккумулятора, четвертый кран установлен в нагреваемый контур между вторым измерителем расхода и первым регулировочным вентилем, второй обратный клапан установлен в нагреваемый контур на выходе охладителя, выход третьего обратного клапана подключен к входу первого регулировочного вентиля, вход второго регулировочного вентиля подключен к входу четвертого крана, два датчика давления установлены на входе и выходе ударного узла, а третий датчик давления установлен на входе второго измерителя расхода.An apparatus for studying the pulsed fluid flow regime, including a heating and a heated circuit, a heating circuit includes a hydraulically connected heat source, a pump and a heat exchanger, a heated circuit includes a heater, a second pump, a check valve, a cooler and a control valve, which are hydraulically connected in series along the movement of the heated coolant, moreover, a hydraulic accumulator is connected between the cooler and the control valve to the heated circuit, between the second pump the valve connects to the heated circuit through the mode switching valve an impact assembly, the output of which is connected to the heater input, while the cooler and heat exchanger are connected to each other with the possibility of thermal contact, and temperature sensors are installed at the input and output of the heat exchanger and cooler, characterized in that two flow meters, four taps, two additional non-return valves, a second control valve, a second hydraulic accumulator and three a pressure gauge, the first flow meter being connected to a heating circuit to which a second hydraulic accumulator is connected through the first tap, the second flow meter is installed in the heated circuit in front of the first control valve, the second tap is installed in the heated circuit between the first non-return valve and the cooler, the third tap is installed at the inlet of the first hydraulic accumulator, the fourth valve is installed in the heated circuit between the second flow meter and the first control valve, the second is reverse the valve is installed in a heated circuit at the outlet of the cooler, the output of the third check valve is connected to the input of the first control valve, the input of the second control valve is connected to the input of the fourth valve, two pressure sensors are installed at the input and output of the shock assembly, and a third pressure sensor is installed at the input of the second meter expense.
RU2017104364A 2017-02-09 2017-02-09 Installation for investigation of pulsed fluid motion regime RU2650454C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104364A RU2650454C1 (en) 2017-02-09 2017-02-09 Installation for investigation of pulsed fluid motion regime

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104364A RU2650454C1 (en) 2017-02-09 2017-02-09 Installation for investigation of pulsed fluid motion regime

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2650454C1 true RU2650454C1 (en) 2018-04-13

Family

ID=61976704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104364A RU2650454C1 (en) 2017-02-09 2017-02-09 Installation for investigation of pulsed fluid motion regime

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2650454C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194401U1 (en) * 2019-07-23 2019-12-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Test bench for thermal and hydraulic tests of gas-liquid heat exchangers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1382327A1 (en) * 1985-10-09 1995-02-20 Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР Semiconductor device
RU3157U1 (en) * 1996-02-27 1996-11-16 Общество с ограниченной ответственностью "Уральская электротехническая компания" INSTALLING LIQUID COOLING EQUIPMENT
RU2548239C1 (en) * 2013-10-09 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственынй университет им. Н.П. Огарёва" Fluid cooling system for semiconductor devices
RU161213U1 (en) * 2015-11-26 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" LIQUID HEATING AND COOLING SYSTEM FOR POWER SEMICONDUCTOR DEVICES

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1382327A1 (en) * 1985-10-09 1995-02-20 Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР Semiconductor device
RU3157U1 (en) * 1996-02-27 1996-11-16 Общество с ограниченной ответственностью "Уральская электротехническая компания" INSTALLING LIQUID COOLING EQUIPMENT
RU2548239C1 (en) * 2013-10-09 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственынй университет им. Н.П. Огарёва" Fluid cooling system for semiconductor devices
RU161213U1 (en) * 2015-11-26 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" LIQUID HEATING AND COOLING SYSTEM FOR POWER SEMICONDUCTOR DEVICES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛЕВЦЕВ А.П. Импульсная циркуляция охлаждаемой среды для систем традиционного жидкостного охлаждения силовых полупроводниковых приборов. Энергоэффективные ресурсосберегающие технологии и системы. Саранск, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева", 2014, с.3-10. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194401U1 (en) * 2019-07-23 2019-12-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Test bench for thermal and hydraulic tests of gas-liquid heat exchangers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103983464B (en) Heat exchanger performance test platform
CN101793652B (en) Heat exchanger performance experiment device
CN101982756B (en) Cold and hot alternation impact test device
CN203824753U (en) Engine cold and hot impact test device
RU98060U1 (en) HEAT SUPPLY SYSTEM
CN202928801U (en) Deep thermal shock test device
CN109030557B (en) Device and method for testing heat transfer performance of temperature control plate of power battery of electric automobile
Sánchez et al. Energetic evaluation of a CO2 refrigeration plant working in supercritical and subcritical conditions
CN102635990A (en) Refrigerating output control device and test device and control method using the refrigerating output control device
KR101425407B1 (en) Thermal shock fatigue testing apparatus for radiator tester for automobile
CN104280258A (en) Comprehensive heat power engineering system used for heat exchanger test
Yu et al. Performance evaluation of a tube-in-tube CO2 gas cooler used in a heat pump water heater
RU2650454C1 (en) Installation for investigation of pulsed fluid motion regime
CN105158293A (en) Visual testing system for heat transfer and scale inhibition property of oil sealing water cooler of oil refining device
Albaik et al. Numerical and experimental investigation of multiple heat exchanger modules in cooling and desalination adsorption system using metal organic framework
CN202928802U (en) Deep thermal shock and constant-temperature test device
KR101425989B1 (en) Performance Test System for Heat Pump
CN216645746U (en) Pressure pulse test device
CN208488367U (en) Marine environment simulation test device
CN108982056B (en) A kind of marine environment simulation test device and test method
KR20170120843A (en) Electronic Generator using organic rankine cycle
El-Maghlany et al. Experimental study for double pipe heat exchanger with rotating inner pipe
CN207264220U (en) A kind of multi-temperature control system
CN108895062A (en) Big volume fuel tank cold filtration integrated system
CN103017389A (en) High-precision temperature control type heat exchange system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200210