Способ охлаждения термовакуум-камеры

Способ охлаждения термовакуум-камеры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет интенсифицировать процесс. Поток хладагента подают под давлением через устройство ввода хладагента в откачиваемую вакуумную камеру поток хладагента электризуют и пропускают через электромагнитное поле постоянного магнита , линии магнитной индукции которого ориентируют перпендикулярно нап равлению потока хладагента. Вследствие этого капли хладагента поступающие в камеру, имеют большую степень дисперсности. Уменьшение частиц капель жидкости приводит к увеличению поверхности испарения и как следствие этого к интенсификации теплообмена. Процесс ведут в вакуумной камере при давлении в ней порядка 30-40 мм рт-.лт. Напряжение электризации при применении в качестве, хладагента азота составляет величину порядка 10 кВ. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3978850/?5-26 (22) 10.,11.85 (46) 23.07.88. Бюл. Ж 27 (72) В.А.Уфаев, Е.А.Борисов .и Н.И.Герасимов (53) 521,69 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1236444 ° кл. С 05 Э 23/00, 1984. (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕРМОВАКУУМКАМЕРЫ (57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет интенсифицировать процесс. Поток хладагента подают под давлением через устройство для ввода хладагента в откачиваемую вакуумную камеру, поток хладагента

„„SU„„1411545 А1 (д1) 4 F 17 С 3/00, F 25 П 3/10 электризуют и пропускают через электромагнитное поле постоянного магнита, линии магнитной индукции которо. го ориентируют перпендикулярно нап равлению потока хладагента. Вследст" вие этого капли хладагента, поступающие в камеру, имеют большую степень дисперсности. Уменьшение частиц капель жидкости приводит к увеличению поверхности испарения и как следствие этого к интенсификации теплообмена.

Процесс ведут в вакуумной камере при давлении в ней порядка 30-40 мм рт-.пт.

Напряжение электризации при применЕнии в качестве,хладагента азота составляет величину порядка 10 кВ. 1 ил. Я

1411545

Изобретение относHTcH к машиностроению, а именно к испытательной технике на крайне низкие температуры при пониженном атмосферном давлении.

Цель изобретения — интенсификация процесса.

На чертеже изображена установка для реализации предлагаемого способа.

Установка содержит корпус 1, термовакуумную камеру, крьппку 2, криогенный экран 3, соединенный через

1 гермовводы 4 с системами подачи и отвода хладагента (не показаны). Кор1 пус 1 соединен трубопроводом 5 че . : рез вентили 6 и 7 с вакуумным насосом 8 и дополнительным вакуумным насосом 9. Внутри криогенного экрана 3 ( установлен объект 10 испытаний на

1 теплоизолированной подставке 11. На корпусе 1 со стороны, противоположной трубопроводу 5, смонтировано устройство 12 для ввода хладагента в камеру, состоящее из корпуса 13 и установленного внутри него централь-! ного электрода 14, выполненных, нап-! ример, из стали. С одной стороны

1 электрод 14 заканчивается конусом 15,, а с другой реэьбовой частью 16.

Имеется источник 17 постоянного тока, На корпусе 13 установлен электромагнит 18 с линиями магнитной индукции„ расположенными перпендикулярно оси корпуса 13.

Способ осуществляют следующим (, образом.

Объект 10 испытаний устанавливают на подставку 11 и закрывают крышку 2.

Затем включают вакуумный насос 8, открывают вентиль 6 и откачивают камеру до требуемого давления газа.

Далее включают дсполнительный вакуумнасос 9, подают хладагент в криогенный экран 3 для предварительного захолаживания и одновременно с этим подают жидкий хладагент под давлением через устройство 12 для ввода хладагента в камеру. Производительность вакуумного насоса 9 подбирается таким образом, чтобы давление газа в корпусе 1 не изменилось. Одновременно с подачей хладагента в корпус 1 подают напряжение на корпус 13 и электрод 14. При прохождении охлаждающей жидкости через устройство

12 для ввода хладагента жидкость электризуется, так как центральный электрод 14 и корпус 13 устройства

12 подклю тени к,исTA tít êó 17 постоянного тока высокого напряжения. Лод действием электрического поля происходит распад пленки жидкости и образование капель. Образующиеся капли приобретают электрический заряд, увеличивается их поверхностная энергия, что приводит к их охлаждению. Напряжение электризации при применении в качестве хладагента хит(кого азота составляет примерно 10 кВ, При прохождении через линии магнитной индукции электромагнита 18 капли разряжаются и происходит их дальнейшее охлаждение.

Расположение линий магнитной индукции магнита 18 перпендикулярно направлению потока хладагента обеспечивает максимальное взаимодействие электризованных капель хладагента с магнитным полем и их резкое охлаждение.

Таким образом, .обеспечиваются вы-, сокая дисперсность капель охлаждающей жидкости и их охлаждение. Так как в корпусе 1 поддерживается разрежение порядка 30-40 мм рт.ст. капли интенсивно испаряются вследствие превьппения давления насыщенного пара вблизи поверхности капли по отношению к давлению и камере. Это приводит к интенсификации теплообмена.

После достижения температурой объекта 10 испытания заданного значения прекращают подачу хладагента через устройство 12, выключают допол-, нительный вакуумный насос 9 и отключают источник 17 тока. Дальнейшее поддержание заданной температуры на объекте 10 испытания обеспечивают регулированием расхода хладагента через криогенный экран 3. Величина потока-хладагента регулируется поступательным перемещением конуса 15. Силой, побуждающей двигаться хладагент в заданном направлении, является перепад давлений между давлением внутри объема термовакуум-камеры и давления на хладагент в его источнике.

С помощью давления на хладагенr и положением конуса 15 регулируется первичная дисперсность вытекаемого хладагента. Расход хладагента определяется мощностью средств откачки и всегда существует множество соотношений между натекаемым и удаляемым газом. Взрывной характер разрушения заряженных, энергетически нозбужцен1411545 ных капель следует из резкого уменьшения сил поверхностного натяжения капель. Это уменьшение пропорционально диэлектрической постоянной накуума, вещества капли, квадрата потенциала и обратно пропорционально радиусу капли. На область взрывного разрушения капель накладывается маг-. нитное поле электромагнита 18 с условием специальной ориентации силовых линий так, что происходят движение по винтовой линии заряженных капель хладягента и расфокусировкя потока. .Расфокусиронка потока заряженных капель приводит к тому, что каждый элементарный акт взрыва капли происходит в большом объеме ° Кроме того, движение по винтовой линии также увеличивает объем, в котором происходят разрушение и дробление капель.

Магнитное поле, взаимодействуя с движущимся электрическим зарядом капли, увеличивает ее скорость пропорционально углу отклонения от первичной траектории. Увеличение объема разрушения и увеличение скорости, н данном случае, величины пропорциональные и приводят к постоянству времени прибывания капель в заданной области.

Выделение холода происходит н результате вакуумиронания капель жидкости, которое пропорционально площади контакта жидкости с вакуумом и . глубиной вакуума. Глубина вакуума должна быть обязательно меньше давления насыщенных паров как в общем, так и локально данном месте. Снижение температуры капель при их дроблении связано с возрастанием площади поверхности вновь Образовавшихся капель, что влечет, при постоянстве с сил поверхностного натяжения, уменьшение внутренней энергии каждой капли, я тяк кяк внутренняя энергия пропорциональна температуре, последняя снижается. Следовательно, выделение холода (интенсивность охлаждения) увеличивается не только ня величину степени диспергировяния капель механическим распылением и электростатическим заряжением, но и ня неличину возрастания объема при постоянном времени пронесся.

15 Способ реализуется ня стандартном оборудовании при изменении регулирования. последнего по режиму откачки, т.е. не требует капитальных затрат на создание дорогих термовякуум-кямер. Изготовление сравнительно прос" того устройства позволяет, при прочих равных условиях, значительно снизить время испытаний за счет интенсифика-. ции теплообменя и, как следствие, 2б уменьшить время выходя ня режим испытаний.

Формул я и з о б р е т е и и я

30 Способ охлаждения термовакуум-камеры, включающий откачку термовакуумкамеры, предварительное ее захоляживание хладагентом с дальнейшей оакачкой и одновременной подачей хладагента В мелкодисперснОМ сОстоянии О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса, при подаче хлядагента его подвергают воздействию электрического, а затем

4g электромагнитного полей, при этом линии магнитной индукции электромагнитного поля ориентируют перпендикулярно направлению потока хладагента.

1411545

Составитель Г. Ольшанская

Техред M.Äèäûê Корректор В.Романенко

Редактор О.Головач

Заказ 3640/34

Тираж 448 Подписное

ЯНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 ъ

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4