SU1628093A1 - Способ измерени продолжительности кипени жидкости на поверхности нагретого тела и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  продолжительности кипени  жидкости на поверхности тела. Цель изобретени  - повышение информативности за счет определени  продолжительности кипени  в, режимах пленочного , переходного и пузырькового кипени , повышение точности и расширение области применени  на тела малых размеров. Способ заключаетс  в измерении временных интервалов между характерными изменени ми амплитуды ультразвукового сигнала, проход щего от поверхности исследуемого тела до акустического приемника, помещенного в жидкость . При этом к телу от источника ультразвука направл ют акустическую волну. Продолжительность пленочного кипени  определ ют по интервалу времени между фронтами первого и второго сигналов, регистрируемых акустическим приемником. Общую продолжительность переходного и пузырькового режимов определ ют по длительности той части второго сигнала, в течение которой амплитуда сигнала флюктуирует. Способ реализуетс  с помощью устройства,включающего камеру кипени , механизм погружени , нагреватель, образец, генератор электрических сигналов, электроакустический преобразователь, акустический волновод,акустический приемник, осциллограф. Электроакустический преобразователь соединен с образцом через акустический волновод и подключен к выходу генератора электрических сигналов . Акустический приемник подключен к входу осциллографа. Акустический преобразователь и акустический приемник прикреплены к подвижной части механизма погружени  так, чтобы образец мог погружатьс  из нагревател  в камеру кипени , наход сь при этом на фиксированном рассто нии от акустического приемника. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. i (Л С о ю 00 о со со

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  продолжительности стадии пленочного кипени  при моде- I лировании процесса охлаждени  в теплоносителе расплавленных сферических частиц материала активной зоны  дерного реактора.

Цель изобретени  - повышение информативности за счет определени 

продолжительности кипени  в режимах пленочного, переходного и пузырькового кипени , повышение точности и ра сщирение области применени  на тела , малых размеров.

На фиг. 1 показан вид акустических сигналов, принимаемых в услови х кипени  жидкости; на фиг. 2 - схема устройства дл  реализации способа. jg

Устройство дл  измерени  продолжительности кипени  жидкости на поверхности нагретого тела содержит электроакустический преобразователь 1, который служит дл  генерации ультразвуке- 15 вых колебаний, акустический приемник 2, который преобразует акустические сигналы в электрические, волновод 3, покрытый оболочкой из звукопоглощающего материала 4, и механизм погружени  зд нагретого тела. Механизм погружени  состоит из подвижной части и неподвижных направл ющих стаканов 5. Подвижна  часть включает два штока 6, жесткое крепление которых на планке 7 25 обеспечивает синхронное перемещение волновода 3 с образцом (сферой) 8 и штанги 9 с акустическим приемником 2. Кроме того, устройство содержит крышку 10 и камеру 11 кипени . Han- JQ равл ющие стаканы 5 жестко креп тс  на крышке 10 камеры 11 кипени . Внутренн   поверхность камеры 11 кипени  покрыта звукопоглощающим материалом

12. К крышке 10 крепитс  электричес3

кий нагреватель 13, внутренн   полость которого достаточна дл  размещени  образца 8 нагретого тела. Кроме того, в состав устройства вход т генератор.. 14 электрических сигналов, осцилло- , граф 15 и термопара 16 .

В качестве генератора 14 электрических сигналов и осциллографа 15 используетс  стандартна  аппаратура.

Сущность способа заключаетс  в следующем.

Способ основан на эффекте генерации акустических возмущений в жидкости при расширении паровой пленки, а так- ле на эффекте отражени  ультразвуковых волн на границе сред с различными акустическими импедансами.

Способ измерени  продолжительности %ипени  жидкости осуществл етс  следующим образом.

i -1

К телу от источника ультразвука

направл ют акустическую волну. На фиксированном рассто нии or тела в жид5

,

g

5 5 Q

5

Q

с

0

кости устанавливаетс  акустический приемник. При погружении нагретого тела в жидкость происходит вскипание жидкости на поверхности тела. Образующа с  пленка пара вызывает генерацию акустического импульса, распростран ющегос  в жидкости. Кроме того из-за относительно малого акустического импеданса пара нарушаетс  акустический контакт тело - жидкость. Поэтому в течение всей пленочной стадии кипени  ультразвуковые волны, подаваемые на нагретое тело, в жидкость практически не проход т. По окончании пленочного кипени  пленка пара разрушаетс  , и в жидкость от поверхности тела начинают распростран тьс  акустические волны. В силу флюктуирующего характера переходного и пузырькового режи- .мов кипени  амплитуда прошедшего в жидкость акустического сигнала осциллирует . После завершени  кипени  акустический контакт тело - жидкость стабилизируетс , и осцилл ции уже отсутствуют . Поэтому сигнал, регистрируемый акустическим приемником,имеет вид, образованный на фиг. 1. Фронт первого сигнала, приход щий в момент t,,несет информацию о начале кипени . Фронт второго сигнала (момент t) возникает после прекращени  пленочного кипени . В момент t$ процесс кипени  заканчиваетс , т.е. пленочна  стади  кипени  имеет продолжительность t, а переходный и пузырьковый режимы кипени  занимают врем 

,ч-чУстройство работает следующим образом .

Подвижна  часть механизма погружени  фиксируетс  в. крайнем верхнем положении . При этом образец 8 находитс  в полости нагревател  13, где нагреваетс  до заданной температуры, контроль за температурой осуществл етс  термопарой 16. Затем под собственным весом подвижна  часть механизма погружени  падает вниз. При этом образец (сфера) 8 выходит из полости нагревател  13 и погружаетс  в жидкость, которой заполнена камера 11 кипени . В процессе охлаждени  образца 8 на экране осциллографа 15 наблюдаетс  характерна  осциллограмма фиг.1),по которой определ ют продолжительность различных стадий кипени .

516

Claims (2)

1. Формула изобретен   1 . Способ измерени  продолжитьлъ-- ности кипени  жидкости на поверхности нагретого тела, заключающийс  в погружении предварительно нагретого тела в жидкость и определении временных параметров кипени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  информативности за счет определени  продолжительности кипени  в режимах пленочного, переходного и пузырькового кипени , повышени  точности и расширени  области применени  на тела малых размеров, предваритель но до погружени  тела возбуждает в теле ультразвуковые колебани , принимают в жидкости акустический сигнал от поверхности тела, продолжительност пленочного кипени  определ ют по ин- тервалу времени между фронтами первого сигнала, возникшего при погружении тела, и второго сигнала, возникшего при разрушении пленки пара, а общую продолжительность переходного и пузырькового режимов определ ют по

   j

   прргени, в течение которого амплитуда второго сигнала измен ет свою величину .
2. 2. Устройство дл  измерени  продолжительности кипени  жидкости на поверхности нагретого тела, включающее камеру кипени , механизм погружени , нагреватель погружаемого в жидкость тела, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  информативности за счет определени  продолжительности кипени  в режимах пленочного, переходного и пузырькового кипени , повышени  точности и расширени  области применени  на тела малых размеров, оно снабжено последовательно соединенными генератором Электр, еских сигналов и электроакустическим преобразователем, акустическим волноводом, один коксц которого св зан с электроакустическим преобразователем, а другой конец предназначен дл  соединени  с погружаемым в жидкость телом и акустическим приемником.

   Фм.1

   7J

   Фиг. 2