SU883686A1

SU883686A1 - Hydrodynamic impact tube

Info

Publication number: SU883686A1
Application number: SU792859319A
Authority: SU
Inventors: Роберт Искандерович Нигматулин; Асгат Галимьянович Гумеров; Альберт Шамилович Азаматов; Владик Шайхулагзамович Шагапов
Original assignee: Башкирский государственный университет им. 40-летия Октября; Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1981-11-23

Description

(5) ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ УДАРНАЯ ТРУБА(5) HYDRODYNAMIC SHOCK PIPE

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при изучении распространени быстропротекающих волновых процессов (ударных волн, волн разрежени и т.д. в жидкой или двухфазной среде. Известны гидродинамические ударные трубы, состо щие из двух камер. Эти трубы предназначены дл исследовани процесса распространени ударной волны в системе жидкость-пузырьки газа D. . Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению вл етс гидродинамическа ударна труба, содержаща разделенные диафраг мой камеры высокого и низкого давлени , при этом камера низкого давлени заполнена исследуемой смесью жидкость-пузырьки пара и снабжена расположенным с торца камеры низкого дав лени блоком подачи пара и нагревателем Г2. Однако в этой ударной трубе ударна волна создаетс за счет разрыва диафрагмы, отдел ющей указанные камеры . Рабочий участок - камера низкого давлени - представл ет собой толстостенную трубу, поверх которой намотан охранный нагреватель дл поддержани рабочей среды - жидкость-пу- . зырьки пара на линии насыщени . Пузырьки пара образуютс при подаче последнего , получаемого в парогенераторе, через фильтр, расположенный в нижней части камеры низкого давлени . Описанна камера низкого давлени , в которой осуществл етс барботаж пара через нагретую жидкость, не позвол ет создавать равномерное распределение истинного объемного паросодержани по высоте барботера. Происходит следующее вление, за счет вынужденной конвекции жидкости, возникающей за счет обогрева, в барботере образуютс две конвективные чейки, расположенные одна над другой с противоположным направлением движени жидкостей в чейках. Нижн чейка образуетс за счет обогрева жидкости нагретым фильтром. Пар, подаваемый от парогенератора , имеет большую температуру, чем температура насыщени в рабочей смеси, так как он должен иметь большее давление дл преодолени перепада давлени в столбе жидкости и сог противлени , оказываемого движению пара в фильтре. Жидкость в нижней чейке движетс вверх по центру камеры низкого давлени , на определенной высоте поворачиваетс и движетс вниз вдоль стенок камеры. Жидкость, нагрета у стенок барботера, движетс вверх, у поверхности испарени поток поворачиваетс и течет по центру камеры низкого давлени вниз. При этом жидкость охлаждаетс за счет интенсив-м The invention relates to a measuring technique and can be used to study the propagation of fast wave processes (shock waves, rarefaction waves, etc. in a liquid or two-phase medium. Hydrodynamic shock tubes are known which consist of two chambers. These tubes are designed to study the propagation process shock waves in the system of liquid-gas bubbles D.. The closest to the technical essence of the present invention is a hydrodynamic shock tube containing a divided diaphragm The high and low pressure chambers, while the low pressure chamber is filled with the liquid-vapor bubbles studied by the mixture and equipped with a steam supply unit and heater G2 located at the end of the low-pressure chamber. However, in this shock tube the shock wave is created due to the rupture of the These chambers. The working section — a low pressure chamber — is a thick-walled tube over which a security heater is wound to maintain the working medium — liquid-pu- vapor plumes on saturation line. Vapor bubbles are formed when the latter, produced in the steam generator, is fed through a filter located in the lower part of the low pressure chamber. The described low pressure chamber, in which steam is bubbled through a heated liquid, does not allow an even distribution of the true volumetric steam content to be created over the height of the bubbler. The following phenomenon occurs, due to the forced convection of a fluid arising due to heating, in the bubbler two convective cells are formed, one above the other with the opposite direction of movement of the fluids in the cells. The bottom cell is formed by heating the fluid with a heated filter. The steam supplied from the steam generator has a higher temperature than the saturation temperature in the working mixture, since it must have more pressure to overcome the pressure drop in the liquid column and the pressure of the vapor exerted on the movement of steam in the filter. The fluid in the lower cell moves upwards in the center of the low pressure chamber, turns at a certain height and moves downward along the chamber walls. The fluid, heated at the walls of the sparger, moves upward, at the evaporation surface, the flow is turned and flows down the center of the low pressure chamber. At the same time, the liquid is cooled by intensive

ного испарени со свободной границы.evaporation from the free boundary.

Таким образом, в жидкости образуютс два потока, направленные навстречу друг другу., На определенной высоте ПОТОКИ: встречаютс и поворачивают обратно. Нижн конвективна чейка имеет более высокую температуру. При подаче пара по объему жидкости пор дк 1 и менее описанна картина вынужденной конвекции жидкости не нарушаетс : в нижней конвективной чейке образуетс равномерное распределение истинного объемного паросодержани , но пузырьки , попада в верхнюю конвективную чейку, охлаждаютс и конденсируютс . При этом граница контакта чеек постепенно разогреваетс , и жидкость в этой области вскипает, образу большое количество всплывающих пузырей . Количество пузырей со временем постепенно уменьшаетс и пузыри совсем исчезают в верхней конвективной чейке. Далее цикл повтор етс .Thus, in a fluid, two streams are formed, directed towards each other. At a certain height, the FLOWS: meet and turn back. The lower convective cell has a higher temperature. When steam is supplied through the liquid volume, an order of 1 or less described picture of forced convection is not disturbed: a uniform distribution of true volumetric steam content is formed in the lower convective cell, but the bubbles that fall into the upper convective cell are cooled and condensed. At the same time, the contact boundary of the cells gradually warms up, and the liquid in this area boils, forming a large number of bubbling bubbles. The number of bubbles gradually decreases with time and the bubbles disappear completely in the upper convective cell. Then the cycle repeats.

Цель изобретени - повышение эффективности исследований за счет созДани равномерного распределени истинного объемного паросодержани в камере низкого давлени . I The purpose of the invention is to increase the research efficiency by creating an even distribution of the true volumetric steam content in the low pressure chamber. I

Поставленна цель достигаетс The goal is achieved

.тем, что, в известной гидродинамической трубе, содержащей разделенные диафрагмой камеры высокого и низкого давлени , при этом камера низкого давлени заполнена исследуемой смесью жидкость-пузырьки пара и снабжена блоком подачи пара и нагревателем, расположенным с торца камеры низкого давлени . Moreover, in a known hydrodynamic tube containing high and low pressure chambers separated by a diaphragm, the low pressure chamber is filled with liquid-bubbles vapor mixture under study and equipped with a steam supply unit and a heater located at the end of the low pressure chamber.

Нагреватель выполнен в виде трубки и установлен внутри камеры низкого давлени по ее оси, при этом часть внешней поверхности гидродинамической ударной трубы покрыта теплоизол цией .The heater is made in the form of a tube and is installed inside the low pressure chamber along its axis, while a part of the outer surface of the hydrodynamic shock tube is covered with thermal insulation.

На чертеже изображена гидродинамиче (ка ударна труба, общий вид. Ударна труба состоит из камер The drawing shows hydrodynamic (a shock tube, general view. The shock tube consists of chambers

высокого 1 и низкого 2 давлений. Между ними размещена диафрагма 3, котора при создании ударной волны разрываетс . В нижней части камеры низкого давлени 2 расположены блок Аhigh 1 and low 2 pressure. Between them is placed the diaphragm 3, which breaks when creating a shock wave. At the bottom of the low pressure chamber 2, block A is located.

дл подачи пара, который создает пузырьки в жидкости 5, и нагреватель 6, который выполнен в виде трубки, установленной по оси камеры низкого давлени 2. Внешн поверхность трубыfor supplying steam, which creates bubbles in the liquid 5, and heater 6, which is made in the form of a tube installed along the axis of the low pressure chamber 2. The external surface of the pipe

ем 7.eat 7.

Гидродинамическа ударна труба работает следующим образом.Hydrodynamic shock tube works as follows.

Первоначально в камеру 2 низкого давлени заливаетс жидкость и включаетс нагреватель 6, затем через бло k в жидкость подаетс пар. Далее между камерами высокого 1 и низкого 2 давлений устанавливают диафрагму 3 и в камере 1 давление повышаетс . При разрыве диафрагмы 3 по смеси жидкостьпар распростран етс ударна волна, процесс распространени которой исследуетс .Initially, liquid is poured into the low pressure chamber 2 and heater 6 is turned on, then steam is supplied through the unit to the liquid. Further, between the chambers of high 1 and low 2 pressures, a diaphragm 3 is installed and in the chamber 1 the pressure increases. When diaphragm 3 is ruptured, a shock wave propagates through the fluid-vapor mixture, the propagation process of which is investigated.

, Конструкци предлагаемой ударной трубы позвол ет расширить функциональные возможности (обеспечение равномерного истинного объемного паросодержани по всей высоте барботажного сло и одинаковых условий изучени волновых процессов в сравнении со случаем барботажа газа через жидкость); сократить врем проведени и улучшить качество эксперимента, за счет чего повысить эффективность исследований., The design of the proposed shock tube allows to expand the functionality (ensuring uniform true volumetric steam content over the entire height of the bubbling layer and the same conditions for studying wave processes in comparison with the case of gas bubbling through a liquid); reduce the time and improve the quality of the experiment, thereby increasing the effectiveness of research.

Claims

Invention Formula

A hydrodynamic shock tube containing high and low pressure chambers separated by a diaphragm, while the low pressure chamber is filled with liquid mixture of vapor bubbles and is equipped with a steam supply unit and a heater located at the end of the low pressure chamber. equipped with a thermal insulation coating to increase research efficiency by creating an even distribution of true volumetric steam content in the low pressure chamber, the heater is made in the form of a tube and installed inside the low pressure chamber along its axis, while the heat insulating part of the outer surface of the shock tube is covered with heat. 64 Sources of information taken into account in the examination 1.Campbell L.I., Pitcher A.L. Shock waves In a-liquid containing qas bubbles. Proe poy See., Lek. A vol. 243, IP 1235, 1958.

2. Collector Thermal Physics Research, edited by Kutateladze SS, Novosibirsk, 1977, p. (prototype).