SU250505A1

SU250505A1 - INSTALLATION FOR THE INVESTIGATION OF HEAT EXCHANGE IN BOILING OF CRYOGENIC LIQUIDS

Info

Publication number: SU250505A1
Application number: SU1124928A
Authority: SU
Inventors: И. П. Дербенев В. В. Цыбульский В. Ф. Сол нко Ю. А. Кириченко
Original assignee: Физико технический институт низких температур Академии наук; Украинской ССР

Description

Изобретение относитс iK устройствам дл исследовани теплообмена при кипении криогенных жидкостей в большом объеме, в широком диапазоне температур и давлений.This invention relates to an iK device for studying heat transfer during boiling of cryogenic liquids in a large volume, over a wide range of temperatures and pressures.

Известны установки дл исследовани теплообмена при кипении криогенных жидкостей, содержащие ломещевпый во внешнем термостатируюш;ем сосуде Дьюара 1внутренний сосуд Дьюара, представл ющий рабочий объем, заполн емый исследуемой жидкостью, с введенными внутрь него электрическими нагревател ми и термоприемниками.Installations for the study of heat transfer during boiling cryogenic liquids are known, which contain a breaker in an external thermostatically operated Dewar vessel 1 internal Dewar vessel, representing the working volume filled with the test liquid with electrical heaters and thermal receivers inserted inside it.

В этих установках нельз проводить исследовани жидкостей, содержащих растворенный газ.In these installations it is not possible to conduct investigations of liquids containing dissolved gas.

Предлагаема установка снабжена введенной в .рабочий объем системой барботажа и циркул ции газа, выполненной в виде насоса и трубчатого теплообмен-Ника, навитого на внешнюю поверхность оболочки рабочего объема, а в систему барботажа включен конденсатор , расположенный в термостатирующем объеме внешнего сосуда Дьюара.The proposed installation is equipped with an bubbling and gas circulation system introduced into the working volume, made in the form of a pump and a tubular heat exchange wound on the outer surface of the working volume shell, and a condenser located in the thermostatic volume of the external Dewar vessel is included in the bubbling system.

Такое Выполнение обеспечивает исследование жидкостей, содержащих растворенный газ в различной концентрации, например жидкий кислород с растворенным гелием.Such an implementation provides a study of liquids containing dissolved gas in various concentrations, for example, liquid oxygen with dissolved helium.

Установка содержит два сосуда Дьюара специальной формы, вход щих один в другой. Внутренний сосуд Дьюара представл ет собой рабочий объем 1, заключенный внутри оболочки 2, на наружной поверхности которой навит трубчатый теплообменник 3 из материала с .высокой теплопроводностью, наход щийс в хорошем тепловом контакте с оболочкой 2, и дополнительный нагреватель 4.The installation contains two Dewar vessels of special shape, one inside the other. The inner Dewar vessel is a working volume 1 enclosed within the shell 2, on the outer surface of which is wound a tubular heat exchanger 3 of a material with high thermal conductivity, which is in good thermal contact with the shell 2, and an additional heater 4.

Внутри рабочего объема / расположены основной 5 и ложный 6 нагреватели, термоприемник 7, датчики 8 измерени уровн жидкости и барботажное устройство 9. Оболочку .2 и ее крыщ.ку 10 фиксируют трем контактными опорами, образованными тонкостенными 1иайбами из «ержавеющей стали.Inside the working volume / are the main 5 and false 6 heaters, the thermal receiver 7, the sensors 8 measuring the level of liquid and the bubbling device 9. The shell .2 and its cover 10 are fixed by three contact supports formed by thin-walled stainless steel.

В общей горловине 11 сосудов установлены трубки 2 и 13. Па крышке 14 буферного объема 15 расположены вентили 16 и 17, соединенные с конденсатором 18, установленном в термостатирующем объеме 19. Внутри термостатирующего объема расположены также токоподвод щие стерлсни 20 и экран 21, изготовленный из материала с хорошей теплопроводностью . Аналогичной конструкции экран 22 установлен в рабочем объеме .Tubes 2 and 13 are installed in the common throat of vessels 11. Pa of the cover 14 of the buffer volume 15 are valves 16 and 17 connected to a capacitor 18 installed in a thermostating volume 19. Inside the thermostating volume there are also current-carrying sterols 20 and a screen 21 made of with good thermal conductivity. Similar design screen 22 is installed in the working volume.

служит дл заполнени термостатирующего объема 19 хладагентом.serves to fill the thermostatic volume 19 with a refrigerant.

Внутри вакуумного объема 26, образованного оболочкой 27, расположены насос 28, вентили 29-32, сосуд 33 и трубопровод 34.Inside the vacuum volume 26 formed by the shell 27, are the pump 28, the valves 29-32, the vessel 33 and the pipe 34.

Во внутреннем и наружном сосудах установлены соосно расположенные смотровые окна 35, снабженные плоскими стеклами.In the inner and outer vessels are installed coaxially located viewing window 35, equipped with flat glass.

На крышке наружного сосуда Дьюара установлены вентили 36-40 и клапаны 41-44. Давление в установке измер ют образцовыми манометрами 45.Valves 36-40 and valves 41-44 are installed on the lid of the outer Dewar vessel. The pressure in the installation is measured by exemplary manometers 45.

Ввод установки в действие начинаетс с ликвидации теплопритока к термостатнрующему объему 19, т. е. с вакуумировани объема 26, которое производитс при открытых клапанах 4/ байпасной -откачки, а затем и клапанах 44 высоковакуумной откачки.Commissioning of the installation begins with the elimination of the heat supply to the thermostatic volume 19, i.e. from the evacuation of the volume 26, which is carried out with the 4 / bypass-pumping valves open, and then the high-vacuum pumping valves 44.

Предназначенный дл уничтожени теплопритоков , поддержани температуры исследуемой жидкости, охлаждени поступающего в рабочий объем газа и конденсации в конденсаторе 18 испарившейс исследуемой жидкости термостатирующий объем 19 заполн ют хладагентом, например жидким азотом, а предварительно вакуумированный при открытом клапане 42 рабочий объем 1 заполн ют исследуемой жидкостью.Designed to destroy heat leaks, maintain the temperature of the test liquid, cool the gas flowing into the working volume and condense in the condenser 18 of the evaporated test liquid, the thermostating volume 19 is filled with a refrigerant, such as liquid nitrogen, and the working volume 1 previously evacuated with the valve 42 open is filled with the test liquid.

Токоподвод шие стержни пропущены через термостатирующий объем дл уменьшени теплопритока по ним к рабочему объему. Измерение внутриобъемной температуры в рабочем объеме 1 производитс термоприемником 7. Дл эффективного теплообмена между термостатирующим 19 и рабочим / объемами и дл равномерного охлаждени последнего буферный объем 15 заполн ют газообразным гелием при открытом вентиле 40.Current lead rods are passed through a thermostatic volume to reduce heat input through them to the working volume. The internal temperature in the working volume 1 is measured by the thermal receiver 7. For efficient heat exchange between the thermostatic 19 and the working / volumes and to evenly cool the latter, the buffer volume 15 is filled with helium gas with the valve 40 open.

Растворение в исследуемой жидкости газа производитс при включенной в работу системе барботажа и циркул ции, состо щей из насоса 28, вентилей 17, 29, 39, конденсатора 18, трубчатого теплообменника 3 и барботажного устройства 9. Нар ду с охлаждением поступающего в рабочий объем газа система циркул ции позвол ет обеспечить необходимую концентрацию газа, растворенного в исследуемой жидкости.Dissolution of the gas in the test liquid is carried out with the bubbling and circulation system included in the operation, consisting of a pump 28, valves 17, 29, 39, a condenser 18, a tubular heat exchanger 3 and a bubbling device 9. Along with cooling the gas entering the working volume, the system Circulation allows to provide the required concentration of gas dissolved in the test liquid.

Дл работы с криогенными жидкост ми при очень низких температурах вплоть до температур их затвердевани рабочий / и термостатирующий 19 объемы с целью охлаждени наход щихс в них жидкостей откачиваютс при соответственно открытых клапанах 42 п43.For working with cryogenic liquids at very low temperatures up to their solidification temperatures, the working / and thermostatic 19 volumes are pumped out to cool the liquids contained in them with valves 42 and 43 respectively opened.

Наблюдение процессов теплообмена в исследуемой жидкости производитс при включенных основном 5 и дополнительном 4 нагревател х . Вспомогательный нагреватель обеспечивает поддержание температуры исследуемой жидкости в пределах заданного значени ее в процессе проведени эксперимента .The observation of heat exchange processes in the test liquid is carried out with the main 5 and additional 4 heaters turned on. The auxiliary heater maintains the temperature of the test liquid within a predetermined value of it during the course of the experiment.

Наблюдение визуальным или фотографическим путем производитс через смотровые окна, снабженные плоскими стеклами. Исследуемую жидкость отбирают на анализ жидкой фазы при открытом вентиле 36 по трубке 13, а газовую фазу с объема 33 отбирают при открытом вентиле 38. Через вентиль 32 и через «онденсатор 18 можно опорожнить объем 33 от газовой фазы, перевод ее в рабочийThe observation is carried out visually or photographically through viewing windows provided with flat panes. The test liquid is taken for analysis of the liquid phase with the valve 36 open through the tube 13, and the gas phase is taken from the volume 33 with the valve 38 open. Through the valve 32 and through the capacitor 18 it is possible to empty the volume 33 from the gas phase, transferring it to working

объем /.volume /.

Предмет изобретени Subject invention

Установка дл исследовани теплообмена при кипении криогенных жидкостей, содержаща помещ-енный во внешнем термостатирующем сосуде Дьюара внутренний сосуд Дьюара , представл ющий рабочий объем, заполн емый исследуемой жидкостью, с введенными внутрь него электрич-еокими нагревател ми и термоприемниками, отличающа с тем, что, с целью обеспечени исследований жидкостей, содержащих растворенный газ в различнойAn installation for the study of heat transfer during boiling of cryogenic liquids, containing an internal Dewar vessel placed in an external thermostatic Dewar vessel, representing the working volume filled with the test liquid, with electrical heaters and thermal receivers inserted inside it, characterized in that in order to provide research on liquids containing dissolved gas in various

концентрации, например жидкий «ислород с растворенным гелием, она снабжена введенной в рабочий объем системой барботажа и циркул ции газа, выполненной в виде насоса и трубчатого теплообменника, навитого наconcentration, for example, liquid islet with dissolved helium, it is equipped with an bubbling and gas circulation system introduced into the working volume, made in the form of a pump and a tubular heat exchanger, wound on

внешнюю поверхность оболочки рабочего объема, а в систему барботажа включен конденсатор , расположенный в термостатирующем объеме внещнего сосуда Дьюара.the outer surface of the shell of the working volume, and the bubbling system included a condenser located in the thermostatic volume of the external Dewar vessel.

2121