Стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно- жидкостных теплообменников

Стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно- жидкостных теплообменников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

|Использовзнйе: изобретение относится к стендам для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников . Сущность .изобретения: стенд содержит основные контуры, в которые установлен испытуемый узел, и промежуточные контуры для нагреваемой и охлаждаемой сред, в каждом из которых параллельно установлены два рекуперативных теплообменника, включенные в основные контуры с образованием пары последовательно установленных теплообменников 6, 7, 13, 14 из разных промежуточных контуров. Размещение в основных контурах перепускных клапанов 20, 21, соединяющих вход и выход каждой пары рекуперативныхтеплообменников промежуточных контуров, позволяет повысить точность регулирования температуры рабочей жидкости. 1 ил. 1523 26 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1795253 А1 (I9) (!!) (s>)s F 28 D 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОР

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кклЛ еаааВ (2 1) 4810356/06 (22 05.04.90 (46 15.02.93, Бюл. N 6 (71 Научно-производственное объединение пр кладной механики (72 М. И. Синченко, С. В. Третьяков, В. Ф. . Че нышов и К.Г. Смирнов-Васильев (56 Авторское свидетельство СССР

М 002801, кл. F 28 0 15/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N 1074193, кл, F 28 D 15/00, 1986, Авторское свидетельство СССР

1кк 06003, кл. F 04 В 61/00, 1966. (64) СТЕНД ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ И ГИДРАВЛИче1 .ких испытАний жидкостноЖИДКОСТНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ (57) Использование: изобретение относится к стендам для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников. Сущность .изобретения: стенд содержит основные контуры, в которые установлен испытуемый узел, и промежуточные контуры для нагреваемой и охлаждаемой сред, в каждом из которых параллельно установлены два рекуперативных теплообменника, включенные в основные контуры с образованием пары последовательно установленных теплообменников 6, 7, 13, 14 из разных промежуточных контуров. Размещение в основных контурах перепускных клапанов 20, 21, соединяющих вход и выход каждой пары рекуперативных теплообменников промежуточных контуров, позволяет повы, . сить точность регулирования температуры рабочей жидкости. 1 ил. у5

1795253 l0

30

45

55

Предлагаемое изобретение относится к хладотехнике, а точнее к стендам для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостного теплообменника.

Жидкостно-жидкостные теплообменники являются необходимой частью подавляющего большйнства систем терморегулирования и жизнеобеспечения транспортных и других объектов народного хозяйства и предназначены в основном для передачи тепла из внутреннего жидкостного контура системы терморегулирования к наружному, из которого тепло отводится тем или иным способом в окружающую среду.

Поэтому создание эффективных и высокопроизводительных стендов для испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников является актуальной задачей машиностроения.

Из патентной литературы известен стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников, состоящий из двух циркуляционных контуров для тепло-и хладоносителя, в последний из котррых включены компрессор, конденсатор и испаритель, выполненный в виде двух параллельно соединенных теплообменников, и связанные с циркуляционными контурами два промежуточных контура, а также стенд содержит две термостатируемые емкости, в которых размещены теплообменники испарителя. Термостатируемые емкости подключены к одному из проме>куточных контуров и к циркуляционному контуру для хладоносителя с образованием двух автономных контуров для трубного и межтрубного пространства испытуемого теплообменника.

Достоинством данного стенда является возможность предварительно в термостатируемых емкостях быстро доводить циркулирующий через них хладоноситель до требуемой температуры, что сокращает время выхода всего стенда на необходимый режим работы.

Недостатками данного стенда являются: сложность пневмогидравлической схемы и большая инерционность регулирования температуры хладо-и теплоносителя, т. к. для изменения температуры жидкости поступающей в испь|туемый теплообменник необходимо изменить температуру всей жидкости заправленной в термостатируемые емкости.

Известен стенд для испытания теплообменников, содержащий рабочие контуры и соединенные с ними через рекуперативные теплообменники вспомогательные контуры для охлаждения или нагрева жидкости, а также в стенде дополнительно введены еще один рабочий контур и два рекуп pATMBHblx теплообменника. Каждый вспомогательный контур снабжен автономной замкнутой циркуляционной системой.

Достоинством данного стенда является возможность сократить время проведения испытаний за счет исключения операций по сливу, промывке и заполнению жидкостью рабочего контура, Недостатками стенда является сложность пневмогидравлической схемы, содержащая несколько рабочих вспомогательных контуров и дополнительных теплообменников, Наиболее близким по технической сущности (прототипом), принятым за базовый объект к заявляемому стенду, является стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников, содержащий основные контуры тепло- и хладоносителей, в которые включены трубное и межтрубное пространство испытуемого теплообменника, а также стенд снабжен промежуточными контурами для нагреваемой и охлаждаемой сред, связанными с основными контурами при помощи рекуперативных теплообменников.

Стенд имеет простую пневмогидравлическую схему, содержащую минимально необходимое количество циркуляционных контуров и гидравлических узлов, а также позволяет проводить испытания в широком диапазоне температурных нагрузок, однако, стенд обладает существенным недостатком, выражающимся в следующем; — большая инерционность регулирования температуры рабочей жидкости в основных контурах тепло- и хладоносителей и как следствие, низкая точность поддержания температуры жидкости.

Низкая точность поддержания температуры жидкости в основных контурах обусловлены тем, что для регулирования температуры в основных контурах необходимо предварительно изменить температуру в промежуточных контурах, Целью предлагаемого изобретения является повышение точности регулирования температуры рабочей жидкости.

Указанная цель достигается тем, что в основных контурах установлены перепускные клапана, соединяющие вход и вь;ход каждой пары рекуперативных теплообменников промежуточных контуров.

На чертеже схематически изобра>кен предлагаемый стенд.

Устройство содержит промежуточные и основные контуры циркуляции жидкости, В промежуточный контур хладоносителя включены емкость 1 со змеевиком 2 для подачи газообразного азота, насос 3, венти1795253 ли 4, 5 и параллельно соединены двухполостные теплообменники 6, 7, а в промежуточньiA контур циркуляции теплоносителя, установлены емкость 8 с нагревателем 9, насос 10, вентили 11, 12 и паралллельно 5 двухполостные теплообменники 13. 14.

Основные контуры тепло- и хладоносителя, в которые включены трубное, и межтрубное пространства испытуемого теплообменника 15, взаимозаменяемые в 10 работе, имеют одинаковое схемное решение и содержат соответственно емкости 16, 17 с рабочими жидкостями, насосы 18, 19, клапаны перепускные 20, 21; выходы которых соединяют вход и выход каждой пары 15 рекуперативных теплообменников 6, 7, 13, 14 из промежуточных контуров, включенных с образованием пары последовательно установленных теплообменников, Так же в основных контурах установлены расходо- 20 меры 22, 23, датчики температуры 24, 25, 26, 27 и термометры 28, 29.

Работа стенда осуществляется следующим образом.

При испытании межтрубного простран- 25 ства испытуемого теплосбменникэ 15, хладоносителя, а трубного пространства теплоносителем, работа осуществляется в следующем по1 дке. В змеевик 2 емкости 1 подается хлэдагент, например, жидкий аэст, 30 который охлаждает рабочую жидкость емкости 1 до температуры ниже требуемс для испытания теплообменника 15. При этом работает насос 3, прокачивал жидкость через открытый вентиль 4, рекуперативный тепло- 35 обменник 16, а затем в емкость 1. Нагреваемый в это время теплоноситель нагревателем

9 в емкости 8 прокачивается насосом 10 через вентиль 11, рекуперативный теплообменник

13 и возвращается в емкость 8. Теплоноси- 40 тель нагревается до температуры превышающей требуемую для испытания теплообменника 15.

После достижения в промежуточных контурах необходимой температуры вклю- 45 чаются насосы 18, 19 основных контуров и жидкость в них подается через перепускные клапаны 20, 21, вторую полость рекуперативных теплообменников 13, 14, трубное и межтрубное пространство испытуемого 50 теплообменника 15 в емкости 16, 17. До достижения требуемой температуры жидкости в основных контурах для испытания теплообменника клапаны перепускные 20, 21 всю жидкость направляют через рекупера- 55 тивные теплообменники 13. 14, другой выход перепускных клапанов закрыт, После превышени Tðåáóåìîé температуры жидкости необходимой для испытания теплообменника, в основных контурах, в клапанах перепускных 20, 21 открывается второй выход и часть жидкости направляется минуя рекуперативные теплообменники

13, 14. При этом при смешивании жидкости, нагретой в рекуперативных теплообменниках 13, 14 и той, которая минуя их, обеспечивается температура жидкости, необходимая для испытания теплообменника 15. После выхода на режим исследуемого теплообменника устанавливают требуемый расход жидкости в основных контурах по показаниям расходомеров 22, 23, регулируя напряжение питания насосов 18, 19 и ведут замеры температуры с помощью термометров 24, 25, 26, 2?, и гидравлического сопротивления по манометру 28, 29.

Таким образом, поддержание требуемой температуры жидкости в основных контурах проводится с помощью перепускных клапанов, которые изменяют расход жидкости, проходящей через рекуперативные теплообменники и мимо их. При этом повышается точность поддержания температуры жидкости, так как перераспределение жидкости перепускными клапанами происходит с малой инерционностью по показаниям датчиков температуры блоком управления, не показанным на чертеже, и нет необходимости изменять температуру жидкости в промежуточных контурах.

Таким образом, наличие в основных контурах перепускных клапанов, соединяющих вход и выход каждой пары рекуперэтивных теплообменников промежуточных контуров, позволяет заявителю сделать вывод о наличии существенных отличительных признаков заявляемого обьекта, отличающий его от прототипа и дающих положительный эффект, позволяющий:

1. Повысить точность регулирования температуры рабочей жидкости.

Реализация предполагаемого изобретения достигается доступными конструктивными и технологическими решениями, Технические и общественно полезные преимущества предлагаемого объекта позволили взять его ээ основу при создании стендов для проведения тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостного теплообмен ника, 1795253

Формула изобретения Составитель M.Ñèí÷åíêî

Техред М.Моргентал Корректор M.Têà÷

Редактор

Заказ 421 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Стенд для тепловых и гидравлических испытаний жидкостно-жидкостных теплообменников, содержащий основные контуры 5 тепло-и хладоносителей, в которые включены теплообменные полости испытуемого теплообменника, и промежуточные контуры для на4 греваемой и охлаждаемой сред, в каждом из которых параллельно установлены два реку- 10 перативных теплообменника, включены в основные контуры, с образованием пары последовательно установленных теплообменников из разных промежуточных контуров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, стенд дополнительно содержит два перепускных клапана, установленных в каждом иэ основных контуров и соединяющих вход и выход каждой пары рекуперативных теплообменников промежуточных контуров.