SU1029059A1 - Установка дл исследовани теплофизических параметров криогенных хладоагентов в поле центробежных сил - Google Patents

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕШ1ОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРИОГЕННЫХ ХЛАДАГЕНТОВ В ПОЛЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ, содержаща  размещенную ; в вакууютрованной полости ротора рабочую емкость, газова  полость которой сообщаетс  с дренажным трубопроводом , и осевой трубопровод подачи жидкого хладагента, о т л и - ч а го щ а   с   тем, что, с целью исключени  вли ни  теплопритоков по конструктивным элементам на результаты исследований, на оси вращени  Еютора установлена сообщающа с  с осевь трубопроводом подачи хладагента дополнительна  емкость, снабженна  осевым дренажным трубопроводом и радиальным патрубком, вход которого сообщен с жидкостной полостью дополнительной емкости, а выход с лмдкостной полостью закрепленной на патрубке рабочей емкости. .

Description

ЯП f

I

  а

п

2. Установка по п. 1, отличающа с  тем, что на дополнительной емкости посредством радиальных патрубков установлены симметрично относительно оси вращени  по крайней мере две рабочие емкости, жидкостные полости которых соединены кольцеобразньок трубопроводом.

3. Установка по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , дренажный трубопровод рабочей емкости содержит V-гобразный участок, одно плечо которого размещено внутри вакуумированной полости ipoTopa, а другое - снаружи.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при исследовании теплофизических параметров криогенных хладагентов в поле центробежных сил, в частности в роторах электрических машин, охлаждаемых криогенными жидкост ми ..

Известна установка дл  исследовани  теплообмена при движении криогенных жидкостей или газов в канала в поле центробежных сил, содержаща  разъемный ротор, в вакуумированной полости которого установлены экспериментальные каналыс сообщающиес  с раздаточным коллектором, снабженным осевым др.енажным трубопроводом .

Недостатком этого з стройства  вл етс  вли ние на результаты исследований отсутстви  разделени  потоков паров хладагента -экспериментальных каналов и раздаточного коллектора . :

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  изучени  кипени  жидкостей в поле центробежных сил. Устройство содержит установленную в вакуумированной полости, ротора рабочую емкость, газова  полость которой сообщаетс  с дренажным трубопроводом , и осевой трубопровод подачи- жидкого хладагента t2}.

Недостатком этой установки  вл етс  наличие теплопритоков к рабочему сосулу по горловине, вызывающему за короткое врем  испарение криогенной жидкости, чтоделает необходимым частый долив жидкости непосредственно в рабочую емкость во врем  проведени  эксперимента и неблагопри тно сказываетс  на качестве и результатах исследований.

Цель изобретени  - исключение вли ни  теплопритоков по конструктивным элементам на результаты исследований , а также расширение функциональных возможностей установки. I Поставленна  цель достигаетс  те что в установке, содержащей установ

ленную в вакуумированной полости роггора рабочую емкость, газова  полость которой сообщаетс  с дренажным трубопроводом, и осевой трубопровод подачи хладагента, дополнительно на оси вращени  ротора установлена сообщающа с  с осевым трубопроводом подачи хладагента дополнительна  емкость, снабженна  осевым дренажным трубопроводом и радиальны патрубком, вход которого сообщен с жидкостной полостью дополнительной емкости, а выход - с жидкостной полостью , закрепленной на патрубке рабочей емкости. При этом под жидкост -ной полостью емкости понимаетс  та :часть ее обмена, котора  предназначена дл  заполнени  жидкой фазой хладагента.

Симметрично относительно оси вращени  целесообразно установить две :или более рабочие емкости, закрепленные на дополнительной емкости посредством радиальных патрубков, жидкостные полости этих емкостей со единены между собой кольцеообразным трубопроводом.

Кроме того, дренажный трубопрово каждой рабочей емкости может содержать V-образный участок, одно плечо которого размещено внутри вакуумированной полости ротора, а второе снаружи ,

Закрепление рабочей емкости с помощью радиального патрубка на дополнительной ёмкости позвол ет бло:кировать теплоприток от силового корпуса к рабочей емкости, и тем самым увеличить врем  эксперимента без подзаливки жидкости в рабочую емкость .

Соединение радиальным патрубком жидкостных полостей рабочей и дополнительной емкостей позвол ет отделить их газовые полости и организовать раздельный отвод потоков паров хладагента из рабочей и дополнительной емкости-, и тем самым исключить вли ние паров, попадающих в установку извне. Размещение симметрично относител но оси двух или более рабочих емкостей позвол ет нар ду с приданием конструкции осевой симметрии дл  устранени  дисбаланса разместить резервный комплект датчиков, что по вышает надежность экспериментов. Соединение жидкостных полостей рабочих емкостей кольцеобразнйм трубопроводом устран ет возможный из-з различного уровн  жидкости в рабочи емкост х дисбаланс. Наличие у дренажного трубопровода V -образного участка позвол ет расвгарить функциональные вoзJvIoжнocти установки, поскольку за счет тер мосифонного эффекта возможно пониже ние давлени  в газовой полости рабо чего сосуда. Еа чертеже схематически изображе на предлагаема  установка, общий вид,.разрез. Установка содержит установленный в подшипниковых опорах 1 и 2 ротор приводимый во вращение через шкив 4 электродв|1гател  посто нного тока (не показан). Дл  удобства монтажа стойки 5 с датчиками б температуры, размещенных в жидкостной полости рабочей емкости 7, ротор у правого торца выполнен разъемным в вертикальной плоскости. Торцова  крышка 8 с обечайкой 9 ротора соедин етс  с помощью фланцевого соединени . Внутренн   полость 10. ротора период чески вакуумируетс  через клапан 11 Рабоча  емкость 7 закреплена на радиальном патрубке 12, жестко св зан ном с дополнительной емкостью 13. Дополнительна  емкость- 13с одной стороны св зана с обечайкой 9 через тепломеханический мост 14, часть KQ торого выполнена в виде стеклопластиковых дисков, а часть - в виде неподвижного подшипникового узла . С другой стороны дополнительна  емкость 13 с помощью тонкостенных трубок 15 и 16 из нержавеющей стали крепитс  к полувалу 17 кролики 8. К тепломеханическим мостам 14 и 15 жестко подсоединен медный экран 18, который защищает рабочую емкость 7 от радиационного теплопритока со стороны обечайки и крьиики 8. Внут ри трубки 15 по оси роторд размещен теплоизолированный трубопровод 19 подачи жидкого хладагента в дополнительную емкость 13. Внутренн   поверхность трубки 15 и наружна  по верхность Трубопровода 19 образуют кольцевой дренажный трубопровод 20, сообщающийс  с газовой полостью 21 дополнительной емкости. Жидкостна  полость 22 дополнительной емкости через входное отверстие 23 и выходнбе отверстие 24 радиального патруб-. ка 12 соедин етс  с жидкостной полостью 25 рабочей емкости 7. Выходное отверстие 24 патрубка 12 расположено на максимально возможном радиусе жидкостной полости 25 дл  обеспечени  возможности отделени  газовой полости 21 дополнительной емкости от газовой полости 26 рабочей емкости. Входное отверстие 23 патрубка 12 расположено на радиусе , обеспечивающем необходиьый буферный запас жидкого хладагента в дополнительной емкости. Рабоча  емкость 7 снабжена сообщаюпдлмис  с газовой полостью 26 дренажным трубЬпроводом 27. Одно плечо V-образного участка трубопровода 27 размещено внутри вакуумированной полости 10 ротора, а второе жестко закреплено на торцовой крышке 8, причем радиус, на котором соединены оба плеча больше, чем радиус поверхнос-.. ти хладагента в жидкостной полости 25 рабочей емкости. Через дренажный, трубопровод 27 на колодку электроразъема 28, установленного на крышке 8, введены измерительные цепи, что обеспечивает уменьшение теплопритока по ним -за счет охлаждени  поверхности жгута 29 отход щими парами хладагента. На дополнительной емкости симметрично установлена с помощью радиального патрубка аналогична  рабоча  емкость с датчиками тёг.шературы , снабженна  дренажным трубопроводом и ок|зуженна  теплорадиационным экраном. Дл  выравнивани  уровней жидкости в этих рабочих сосуда х их жидкостные полости соединены с помощью кольцеобразного трубопровода 30. Газовые- полости рабочих емкостей сообщаютс  с собственными системами измерени  расхода через соответствующие Дренажные каналы, которые в свою очередь отделены от дренажного трубопровода 20. Установка работает следующим образом . Перед проведением исследований на установке вакуумируетс  полость 10 ротора 3. Затем ротор приводитс  во вращение и в дополнительную емкость 13 по трубопроводу 19 подаетс  жидкий хладагент. Центробежными силами жидкость отбрасы-ваетс  от оси дополнительной емкости к ее стенкам и при достижении ею уровн  входного отверсти  23 радиального патрубка 12 поступает через выходное отверстие 24 патрубка в рабочий сосуд. 7. Поступающа  в рабочие сосуды жидкость благодар  кольцеобразному трубопроводу 30 равномерно заполн ет все рабочие емкости. После заполнени  жидкостной полости 25 рабочей уменьшаетс  подача хладаген та, и производитс  подпитка хладаге та только дл  компенсации теплопритока , к дополнительной емкости13. Некоторое врем  проводитс  стабилиз ци  теплового режима установки, а затем с помощью датчиков температур Ги систем измерительного коглплекеА } не показаны) производ тс  необходимые измерени . Отход щие по дренажному трубопроводу 20 пары из газовой полости 21 дополнительной емкости 13 охлаждают тепловой мост 15, уменьша  теплоприток к дополнительной емкости и охлажда  за счет теплопроводности радиационные экраны, контактирующие с трубкой 15. Пары хладагента из газовой полости рабочей, емкости 26 поступают по дренажному трубопроводу 27 на систему измерени расхода. На участке дренажного трубопровода , размещенного в вакуумированной полости 10 ротора, нагрев паров Незначителен, в то врем  как на участке, расположенном снаружи, нагрев велик и температура отход гдах газов в конце радиального участ ка может достигать величины близкой к комнатной. За счет разности давлений столбов газов в ветЪ х Y-образного участка дренажного трубопровода создаетс  термосифонный эффект, а в св зи с тем, что газова  полость 26 рабочей емкости отделена от газовой полости 21 дополнительной емкости, над поверхностью жидкости в рабочем сосуде может быть достигнуто давление ниже атмосферного. Во второй рабочей емкости пройсход т аналогичные процессы. При этом с целью довьЕиени  достоверности информации о результатах измерени  потоки газов из рабочей емкости направл ютс  на отдельные системы измерени  расходов. В предлагаемой установке полностью исключен теплоприток к рабочей емкости по конструктивным элементам силового корпуса. Это достигаетс  за счет креплени  рабочих емкостей К дополнительной, котора  в установииаемс  режиме работы частично заполнена жидким хладагентом и блокирует внешние теплопритоки. В итоге существенно повышаетс  точность и повтор емость получаемых результатов , не требуетс  многократное дублирование экспериментов, уменьшаетс  расход хладагентов. Одновременно обеспечена возможность понижени  давлени  газа над жидким хладагентом в рабочие емкости, что расшир ет диапазон экспериментов, которые могут быть проведены на этой уста  м1к«.

Claims (3)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРИОГЕННЫХ ХЛАДАГЕНТОВ В ПОЛЕ ЦЕНТРО-

БЕЖНЫХ СИЛ, содержащая размещенную : в вакуумированной полости ротора рабочую емкость, газовая полость которой сообщается с дренажным трубопроводом , и осевой трубопровод по дачи жидкого хладагента, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью исключения влияния теплопритоков по конструктивным элементам на результаты исследований, на оси вращения ротора установлена сообщающаяся с осевьвл трубопроводом подачи хладагента дополнительная емкость, снабженная осевым дренажным трубопроводом и радиальным патрубком, вход которого сообщен с жидкостной полостью дополнительной емкости, а выход с жидкостной полостью закрепленной на патрубке рабочей емкости.

Г I

2. Установка по π. 1, отличающаяся тем, что на дополнительной емкости посредством радиальных патрубков установлены симметрично относительно оси вращения по крайней мере две рабочие емкости, жидкостные полости которых соединены кольцеобразным трубопроводом.

3. Установка по π. 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , дренажный трубопровод рабо•чей емкости содержит V-образный участок, одно плечо которого размещено внутри вакуумированной полости .ротора, а другое - снаружи.