Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Гусев Глеб Борисович

Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока
<
Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гусев Глеб Борисович. Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока : Дис. ... канд. техн. наук : 05.14.04 Москва, 2005 150 с. РГБ ОД, 61:06-5/623

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние исследований тепло гидравлических характеристик двухфазного потока 9

1.1.Экспериментальныеметоды измерения истинного паросодержания...9

1.2. Расчетные уравнения для определения истинного паросодержания при течении двухфазного потока в каналах 15

1.3. Гидравлическое сопротивление в каналах при течении пароводяных потоков 16

1.4.Интенсификация теплообмена в двухфазных потоках 18

1.5.Постаиовка задач исследования 22

2. Экспериментальные исследования истинного паросодержания в каналах при течении локально закрученного пароводяного потока 24

2.1. Описание экспериментального стенда 24

2.2.Описание локальных закручивающих устройств 28

2.3. Методика проведения опытов и обработки результатов эксперимента 28

2.4. Кондуктометрический датчик истинного паросодержания 39

2.5. Изготовление чувствительных элементов кондуктометрического датчика 43

2.6. Тарировка кондуктометр ического датчика 47

2.7. Экспериментальные исследования истинного паросодержания при течении пароводяного потока в вертикальном кольцевом канале 56

3. Результаты исследования изменения структуры и истинного паросодержания в закрученных пароводяных потоках 73

4. Гидравлическое сопротивление локально закрученного однофазного потока в стержневых сборках 117

4.1. Влияниелокального закручивающего элемента па гидравлическое сопротивление однофазного потока в кольцевых каналах 117

4.2.Влияние локального закручивающего элемента на гидравлическое сопротивление однофазного потока в трёхстержневой сборке 128

5. Влияние локального закручивающего устройства на критический тепловой поток при течении пароводяного потока в вертикальном кольцевом канале 132

5.1. Критический тепловой поток при течении пароводяной смеси в вертикальном кольцевом канале 132

5.2. Критический тепловой поток при течении локально-закрученной пароводяной смеси в вертикальном кольцевом канале 138

Основные результаты работы 141

Список использованной литературы 143

Введение к работе

Актуальность проблемы. Проблема экономии топливно-энергетических ресурсов и совершенствования действующих теплоэнергетических установок имеет особое значение для промышленно-экономического комплекса России, так как удельная энергоёмкость валового внутреннего продукта в стране выше, чем в развитых странах западной Европы почти в три раза, а потенциал энергосбережения оценивается до 25% от общего энергопотребления. Однако, модернизация существующего и создание нового высокоэффективного теплоэнергетического оборудования ТЭС, АЭС и других теплоэнергетических объектов промышленности и транспорта возможны только на основе достаточно глубоких теоретических и экспериментальных исследований тепло-и гидродинамических процессов, происходящих в этих установках.

Как известно, наиболее эффективными являются процессы теплообмена
в условиях превращения жидкого теплоносителя в пар (фазового превращения).
Тем не менее вопросы гидродинамики и теплообмена парожидкостных потоков
к настоящему времени изучены недостаточно полно, и, прежде всего, вопросы
интенсификации теплообмена в парогенерирующих каналах

теплоэнергетических установок. Особую актуальность приобретают исследования теплогидродинамических процессов в парогенерирующих каналах установок ядерной энергетики, к надежности и безопасной работе которых предъявляются чрезвычайно жесткие требования.

Предельная мощность теплоэнергетических парогенерирующих

установок в большинстве случаев ограничивается явлением кризиса теплоотдачи при кипении. Отсутствие достаточно надежных теоретических и экспериментально обоснованных методик расчета гидродинамических и тепловых параметров процесса генерации пара в каналах с интенсификаторами обуславливает необходимость проведения экспериментальных исследований условий возникновения режима ухудшенной теплоотдачи, как одну из актуальных задач современной теплоэнергетики.

Значительный вклад в разработку указанной проблемы внесли Ф.Т. Каменыциков, В.Л. Решетов, В.К. Поляков, А.А. Рябов, Кутепов A.M., Перепелица Н.И., Дзюбенко Б.В., Халатов А.А., Петухов Б.С, Дрейцер Г.А., Федоров Л.Ф., Сапанкевич А.П., Пометько Р.С. и др.

Целью работы являются результаты проведения экспериментальных
исследований теплогидравлических характеристик парожидкостных потоков,
обеспечивающих увеличение предельной мощности теплосъёма в

парогенерирующих каналах путем применения локальных внутренних интенсификаторов теплообмена.

Задачи исследования, обеспечивающие достижение цели, заключаются:

в разработке и создании устройства для исследования структуры, а также определения локального истинного паросодержания при течении двухфазных потоков в стержневых сборках;

в исследовании влияния локального закручивающего устройства на изменение структуры двухфазного потока;

в исследовании влияния локальной закрутки на среднее истинное паросодержание при течении двухфазного потока в вертикальном кольцевом канале;

в исследовании влияния локального закручивающего элемента и локальной закрутки на величину гидравлического сопротивления при течении однофазных потоков в стержневых сборках; в оценке длины затухания эффекта закрутки после локального закручивающего устройства;

в определении влияния локальной закрутки на величину критического теплового потока при течении двухфазной среды в вертикальном кольцевом канале;

в использовании полученных результатов для разработки методик расчета гидродинамики и теплообмена в парогенерирующих каналах.

Научная новизна работы состоит в том, что:

6 в результате исследований впервые были получены эмпирические

зависимости, отражающие влияние локальной закрутки на характер

распределения жидкой и паровой фаз по длине кольцевого канала;

проведены исследования и получены результаты распределения

локального истинного паросодержания потока в поперечных сечениях

кольцевого канала с локальными закручивающими устройствами;

впервые получены эмпирические соотношения, позволяющие оценить длину затухания возмущения потока после локального закручивающего устройства при течении воды в стержневых сборках при вертикальном и горизонтальном их расположении;

экспериментально доказана эффективность применения локального закручивающего устройства для повышения критического теплового потока в вертикальном парогенерирующем кольцевом канале.

Практическая ценность работы заключается в том, что результаты
экспериментальных исследований могут быть использованы для анализа
процессов, протекающих в промышленных парогенерирующих установках, а
также для расчета и конструирования энергетического оборудования, тепловых
и атомных электростанций, тештообменных аппаратов химической

промышленности, холодильной технике и пр., содержащих испарительные каналы.

Положения, выносимые автором на защиту:

конструкция экспериментальной установки, устройство для измерения локального истинного паросодержания и методику проведения исследований, связанных с определением тепло гидравлических характеристик пароводяных потоков в каналах с локальными закручивающими элементами;

результаты экспериментальных исследований структуры локально закрученного двухфазного потока в вертикальном кольцевом канале; эмпирические зависимости и экспериментальные данные, позволяющие рассчитать изменение истинного паросодержания по длине кольцевого канала

7 после локального закручивающего элемента, а также оценить длину затухания

возмущения при локальной закрутке двухфазного и однофазного потоков в

стержневых сборках при вертикальном и горизонтальном их расположении;

результаты экспериментов по влиянию локальной закрутки на величину

критического теплового потока при течении пароводяной смеси в вертикальном

кольцевом канале.

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 11 печатных работах.

Апробация диссертационной работы.

Основные положения диссертации были представлены на 5 Всесоюзных, Всероссийских и международных конференциях, а также 4 научно-технических семинарах:

1.Научно-практическая конференция «Неделя науки-2002», МИИТ, Москва,2002 г.

  1. Восьмая Всесоюзная конференция «Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах», Ленинград, 1990.

  2. VIII Всесоюзной школа-семинар «Современные проблемы газодинамики и теплообмена и пути повышения эффективности энергетических установок». Москва, МВТУ им. Баумана, 1991.

4. IV Всесоюзная школа-семинар молодых ученых и специалистов.
«Актуальные вопросы теплофизики и физической гидр о газодинамики». АН
УССР, Научно-технический комплекс «Институт технической теплофизики».
Алушта, 1991.

5. VII Всесоюзная школа-семинар «Современные проблемы газодинамики и
теплообмена и пути повышения эффективности энергетических установок»,
Канев, 1989.

Гидравлическое сопротивление в каналах при течении пароводяных потоков

Закрутка потока является наиболее простым и эффективным способом увеличения коэффициента теплопередачи. В литературе имеется ряд указаний на целесообразность применения закрутки потоков для интенсификации теплообмена /14/. Исследованию интенсификации теплообмена с помощью закрутки в однородных потоках посвящено большое количество работ. К этим работам относятся, например, /5, б, 7/, где описаны эксперименты по теплообмену и гидродинамике в трубе со скрученной лентой. Существует ряд работ по интенсификации теплообмена в потоке газа при помощи спиральных вставок, скрученных лент, применения витых труб и т.д. /8, 9/ . Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах подробно рассмотрены в /20/. Здесь же подробно рассмотрен вопрос о влиянии локального закручивающего устройства на структуру потока.

Ведущее место занимают закручивающие устройства при интенсификации теплообмена в двухфазных потоках (кипении теплоносителя). Понятие интенсификации теплообмена при кипении тесно связано с понятием кризиса теплообмена и режима течения двухфазного потока теплоносителя. Закрутка потока приводит к росту его линейной скорости, появлению центробежного поля массовых сил и вторичных токов между пристенном слоем и ядром, что приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи и повышению критической плотности теплового потока. Однако наиболее существенное значение для повышения qici при закрутке потока имеет сепарация фаз, способствующая повышению устойчивости пристенной жидкой пленки, уменьшению механического уноса жидкости и увеличению пузырькового уноса /21-25/.

Таким образом, в закрученном потоке пароводяной смеси в каналах основным режимом течения становится дисперсно-кольцевой режим.

Исследования показывают возможность существенного повышения критическом мощности или критической плотности теплового потока и выходного паросодержания в закрученном потоке, а в длинных парогенерирующих трубах - возможность бескризисного перехода к охлаждению поверхности влажным паром /26/.

Существуют различные типы закручивающих устройств в зависимости от формы канала. Это спиральные вставки, скрученные ленты, локальные закручивающие устройства, дистанционирующие решетки с элементами закрутки, тангенциальный ввод теплоносителя в канал и т.д. В иностранной литературе существует значительное количество патентов на различные типы закручивающих устройств.

Эффективным закручивающим устройством является устройство в виде скрученной ленты, устанавливаемой в поток теплоносителя. Причем с уменьшением шага скручиваемой ленты эффективность действия ее возрастает. Это качество скрученных лент было использовано исследователями /27-34/ для закрутки потока теплоносителя в межстержневом пространстве стержневых сборок. Результаты этих работ показывают, что интенсификация теплообмена подобным образом значительно увеличивает критический тепловой поток и выходное паросодержание. С целью уменьшения гидравлического сопротивления, уменьшения количества конструкционного материала и упрощения технологии изготовления были созданы и исследованы локальные интенсификаторы теплообмена, состоящие из отрезков скрученных лент и выполняющие одновременно роль дистанционирующих элементов /30/ . В /31/ показано, что критическая мощность сборки QKP с локальными интенсификаторами теплообмена в виде кусков скрученных лент увеличивается в 1,5 раза. При закрутке потока на входе в кольцевой канал критические плотности теплового потока увеличивались в 1,5 - 2 раза на наружной поверхности и уменьшались на внутренней. Это происходило вследствие радиальной направленности поля массовых сил /36,37/. Эффективность закрутки на входе будет проявляться, естественно, только в коротких каналах на длине действия закручивающего эффекта. Ряд работ, проведенных на пароводяной смеси /36, 38 - 44/ посвящен влиянию проволочных вставок и шнеков на критический тепловой поток при течении двухфазной смеси. В работе /26/ в качестве закручивающего устройства использовался стержень с ребрами, расположенный эксцентриситетно оси парогенериругощего канала. Имеется целый ряд работ, в которых в качестве закручивающих устройств используются шнеки /37, 38/. Опубликован ряд теоретических работ по исследованию закрученных потоков / 3 , 20 , 46 , 47/ и др. В работах теоретически решаются вопросы о законах стабильности и свойствах закрученных потоков. Известны также экспериментальные работы, посвященные изучению тепло гидравлических характеристик закрученных потоков. К ним можно отнести /45 , 48 , 49 , 50 , 51 / и др. В настоящее время изучение влияния закрутки потока на кризис теплоотдачи при кипении характеризуется большим количеством работ прикладного значения и слабым развитием теоретических и экспериментальных исследований. Анализ литературных источников показал отсутствие сведений о влиянии локального закручивающего элемента на изменение тепло гидравлических характеристик двухфазных потоков в стержневых сборках и на структуру потока. Поэтому данная работа посвящена решению следующих задач: 1.Создание устройства для исследования структуры и определения локального истинного объемного паросодержания при течении двухфазных потоков в стержневых сборках. 2. Исследования влияния локальной закрутки на изменение структуры двухфазного потока. 3.Исследования влияния локального закручивающего устройства на среднее истинное паросодержание в вертикальном кольцевом канале. 4.Анализ полученных зависимостей и выводы по влиянию локального закручивающего элемента на тепло гидравлические характеристики при течении двухфазного потока в стержневых сборках. 5.Исследования влияния локального закручивающего элемента на величину гидравлического сопротивления при течении однофазных потоков в стержневых сборках. Оценка длины затухания эффекта закрутки после локального закручивающего устройства. 6.Исследования влияния локальной закрутки на критический тепловой поток при течении двухфазного потока в вертикальном кольцевом канале.

Методика проведения опытов и обработки результатов эксперимента

Из приведенных выше методов измерения паросодержания, самым несложным, при достаточной точности измерения, является кондуктометрії ческий.

Наиболее известными на современном этапе являются устройства для измерения истинного паросодержания, которые содержат генератор, компаратор, счетчик импульсов. В таких устройствах чувствительный элемент датчика включается в одно из плеч моста переменного тока. Сигнал разбаланса моста переменного тока через формирователь поступает в компаратор, где он сравнивается с опорным сигналом, уровень которого соответствует электропроводности определенной фазы. В результате, сигналы на счетчик импульсов поступают только в случае нахождения чувствительного элемента кондуктометрического датчика в определенной фазе двухфазного потока.

В настоящей работе предлагается кондуктометрический датчик паросодержания, отличающийся от описанного выше своей простотой и возможностью увеличения помехоустойчивости. На рис. 2.6. приведена блок схема датчика. Устройство содержит двухэлектродный чувствительный элемент I, один электрод которого подключен к генератору синусоидальных колебаний 3. Сигнал с резонансного колебательного контура 2 поступает в компаратор 5 через формирователь импульсов 4. Колебательный контур 2 настроен на частоту 10 кГц, соответствующую частоте генератора. Формирова тель импульсов, принципиальная схема которого приведена на рис.2.7. представляет собой трехкаскадный усилитель со смещением нулевого уровня в каждом каскаде. По количеству прошедших через компаратор импульсов N и частоте задающего генератора f определяется время нахождения чувствительного элемента в жидкости или паре. Истинное паросодержание или влагосодержание определяется отношением суммарного времени пребывания пара или воды в данной точке к общему времени измерения. Так как описанная выше схема работает на фиксацию жидкостных включений, то Описанное выше устройство имеет за счет увеличения помехоустойчивости повышенную надежность и точность измерения, что позволяет применять устройство на промышленных предприятиях и в помещениях с высоким уровнем помех. В настоящей работе использовались и испытывались двухэлектродные чувствительные элементы. Они представляли собой два изолированных друг от друга проводника, помещенных в металлический капилляр. Капилляр также изолировался от проводников. В двухфазный поток вводился капилляр с выступающими из него на некоторое расстояние оголенными проводниками. Длина выступающих проводников, а также расстояние между ними определяют степенью локальности измерения истинного паросодержания. Основными требованиями, предъявляемыми к чувствительным элементам кондуктометрических датчиков, являются /73, 75, 77/: - размеры чувствительного элемента датчика локального паросодержания должны быть намного меньше размеров опытного канала и соизмеримы с малыми элементами структуры двухфазного потока; электрическая изоляция чувствительного элемента должна быть смачиваемой и противостоять длительное время динамическому и тепловому воздействию двухфазного потока. 2.5.Методика изготовления чувствительного элемента датчика. Поскольку требования к размерам чувствительного элемента не представляют больших трудностей, главное внимание в работе было уделено способам изоляции и герметизации. Испытывалось три способа: - герметизация стеклом /78,79/; - герметизация кремнеорганическим лаком (КО-08 или K0-92I); -герметизация с италл о цементом. Герметизация датчика стеклом производилась в электровакуумной печи при давлении Р = 0,1 мм р. с. За основу датчика был взят двухэлектродный термокабель марки МКТС-1,5. Торец кабеля освобождался от засыпки на глубину 3-5 мм. В это пространство засыпался мелко истолченный порошок термостабильного стекла. Схема размещения заготовки датчика в нагревателе вакуумной печи показана на рис 2.8. Термообработка кабеля производилась в два этапа (рис.2.9). После первого этапа с конца чувствительного элемента удалялось вспененное стекло. Затем термообработка продолжалась. Испытания такого датчика показали, что время его работы в двухфазном потоке при Р = 5,0 МПа составляет не более 70 часов. В дальнейшем стекло смывалось, и изоляция электродов датчика нарушалась.

При герметизации кремнеорганическими лаками за основу чувствительного элемента был взят нержавеющий капилляр с наружным диаметром 1,8 - 3,5 мм и внутренним от I до 2 мм. Внутрь капилляра вводились два покрытых кремнеорганическим лаком проводника. Далее капилляр заполнялся наполнителем (высокотемпературной эпоксидной смолой) и после его отвердения головка чувствительного элемента покрывалась снаружи лаком. Затем проводилась термообработка. Методика изготовления чувствительного элемента с герметизацией ситаллоцементом аналогична описанной выше. Временные диаграммы термообработки при герметизации лаком и ситаллоцементом приведены на рис. 2.10. Испытания этих двух типов чувствительных элементов показали, что время работы в двухфазном потоке при давлении Р = 5 МПа составляет: для чувствительного элемента при герметизации лаком - до 120 часов, при герметизации ситаллоцементом - 30 часов.

Влияниелокального закручивающего элемента па гидравлическое сопротивление однофазного потока в кольцевых каналах

Вопросы интенсификации теплообмена неразрывно связаны с изу чением структуры и гидродинамики двухфазного потока при воздействии на него возмущающих факторов. Важное место в этих исследованиях занимают проблемы, посвященные использованию локальных закручивающих устройств, в качестве которых могут быть использованы конструктивные элементы теплообменного оборудования (дистанционирующие решетки и т.д.). Дискретное расположение локальных элементов интенсификации приводит к существенной неравномерности гидродинамических и теплообменных характеристик по длине канала, которая связана с эффектом затухания локального возмущения потока. Эта часть работы посвящена экспериментальному исследованию влияния локальной закрутки двухфазного пароводяного потока на истинное паро содержание и изменения структуры двухфазного потока (распределению локального истинного паросодержания по сечению опытного канала). Описание экспериментального канала и локальных закручивающих устройств даны в главе 2 данной работы.

В кольцевой канал поступал двухфазных пароводяной поток с массовым расходным паросодержанием X + 0,15, массовой скоростью pw= 400+850 кг/м2с при давлении Р = 1,5 + 5,0 МПа.

Измерение локального истинного паросодержания фл проводилось с помощью кондуктометр ичес кого датчика, описанного в предыдущих разделах работы. Учитывая симметричность изменения относительно оси канала, измерялось значение этой величины только в диаметральном сечении с шагом 1,5 мм. Среднее по сечению истинное паросодержание определялось осреднением фл по площади экспериментального канала. Расстояние от закручивающего устройства до кондукто метрического датчика устанавливалось равным L/dr= 1,5-40. На рис. 3.1. - 3.8. приведены примеры распределения локального истинного паросодержания по сечению канала, измеренные при разном давлении и массовой скорости при малом удалении датчика от закручивающего элемента (L/dr 4). На рис. 3.9-3.12. показаны экспериментальные данные ip=f(X) для тех же условий эксперимента. Как видно из сравнения этих данных с результатами, полученными при исследовании незакручеиного двухфазного потока в кольцевом канале, на близком расстоянии от закручивающего элемента имеет место участок стабилизации закрутки потока, на котором распределение локального паросодержания произвольно по всему сечению канала (поток перемешивается), с среднее паросодержание локально закрученного потока равно или несколько больше, чем незакрученного (фзлкі фгл) На рис. 3.13 - 3.24 показаны примеры распределения локального паросодержания по сечению канала, а на рис. 3.25.-3.41. зависимости ф= f(x) для различного удаления закручивающего элемента от исследуемого сечения для L/dr 4. Как видно из рисунков, двухфазный поток при этих условиях претерпевает значительные изменения. Паровая фаза концентрируется в центральной части канала, жидкая отходит к периферии. Этот эффект более заметен при увеличении угла закрутки и на небольших (L/dr 20) расстояниях от закручивающего устройства. При неизменном расстоянии от исследуемого сечения до закручивающего элемента разность Дф=(фГл - ФЗАКР ) возрастает с увеличением угла закрутки и уменьшением скорости потока при равном массовом расходном паросодержании. Длина затухания эффекта закрутки увеличивается с ростом массовой скорости и угла закрутки локального закручивающего устройства.

Критический тепловой поток при течении локально-закрученной пароводяной смеси в вертикальном кольцевом канале

При анализе результатов этого эксперимента обращает на себя внимание существенное отличие характера затухания возмущения от локальной закрутки по сравнению с кольцевым каналом. Для трехстержневой сборки длина затухания закрутки при увеличении числа Re уменьшается. Кроме того, ориентация сборки в пространстве практически не влияет на длину затухания. Такое отличие, по-видимому, связано с большей затесненностыо потока в трехстержневой сборке. Стержни в сборке препятствуют движению сформированного закрученного потока. Скорее всего, дальнейшее увеличение стержней будет приводить к повышению сформированного закрученного потока. Скорее всего, дальнейшее увеличение количества стержней в сборке будет приводить к увеличению интенсивности затухания локальной закрутки, а ориентация канала в пространстве не будет влиять на длину затухания.

В данном разделе работы приводятся методика, и результаты экспериментальных исследований по влиянию локального закручивающего устройства на критический тепловой поток при течении пароводяной смеси вертикальном кольцевом канале. Эксперимент проводился на кольцевом канале с внутренним диаметром наружной трубы 0,017 м и наружным диаметром внутренней трубы 0,065 м, который обогревался электрическим током. В качестве закручивающего элемента использовались лопаточные закручивающие устройства с углами закрутки 0, 10, 20, 30 к направлению движения потока. Давление в эксперименте менялось от 5 до 7 МПа, массовая скорость от 500 до 1000 кг/м с, массовое паросодержание на входе в обогреваемую часть экспериментального канала изменялось от -0,08 до 0,4. Длина обогревательного участка выбиралась равной длине восстановления структуры двухфазного потока после воздействия локального закручивающего устройства. Как показано в главе 3, длина участка, на которой эффект закрутки выражен наиболее отчетливо, составляет 20-30 калибров (L/dp) кольцевого канала. Поэтому длина обогреваемого участка экспериментального канала составляла 0,3 м (L/dr=26). Закручивающий элемент устанавливался на расстоянии четырёх калибров от начала обогревательного участка.

По всей длине экспериментального канала осуществлялось измерение температуры стенки с помощью термопар, установленных на наружной поверхности канала. Термопары приваривались к поверхности наружной трубы методом точечной сварки. Для изоляции термопар от влияния внешней среды, а также для улучшения контакта со стенкой, «горячие спаи» термопар прижимались сверху тонкой экранной пластинкой, которая также приваривалась к трубе.

На вход обогреваемого участка экспериментального канала поступал пароводяной поток с заданным паросодержанием. Изменяя подводимую к экспериментальному участку электрическую мощность добивались появления устойчивых температурных пульсаций на наружной (обогреваемой) стенке кольцевого канала. Пульсации фиксировались автоматическом потенциометром "SERVOGOR". Фрагменты осциллограмм термопульсаций представлены на рисунках 5.1. - 5.2. На входе в экспериментальный канал ставилось локальное закручивающее устройство. Закрученный пароводяной поток попадал в нагревательный участок экспериментального канала. Величина массовой скорости и давление в контуре устанавливались постоянными. Изменяя подводимую к экспериментальному нагревательному участку мощность, добивались появления устойчивых пульсаций температуры стенки с амплитудой 3-4С, Каждое установленное значение мощности отличалось от предыдущего не более, чем на 0,5%. Выбор амплитуд фиксируемых термопульсаций 3-4 С обусловлен тем, что в докризисной области возможны пульсации температуры стенки величиной до 2 С, которые связаны с флуктуациями потока. Кроме того, как показал опыт, пульсации температуры стенки амплитудой менее 3 С являются неустойчивыми. Через короткий промежуток времени такие пульсации исчезают. В тоже время термопульсации с большей амплитудой устойчивы во времени. Для исключения возможного влияния наводок промышленной частоты на показания термопар в измерительную цепь включался активный фильтр. Его амплитудно-частотная характеристика представлена на рис. 5.3.

Похожие диссертации на Исследование теплогидравлических характеристик локально закрученного пароводяного потока