Podtlaková zkušební komora pro hodnocení přestupu tepla na skrápěných trubkových svazcích v hlubokém podtlaku

Vacuum chamber for experimental assessment of heat transfer on falling film tube bundles in low-pressure atmosphere

funkční vzorek

Komora podtlakového stendu je válcová nádoba s třemi průzory, v níž je umístěn trubkový svazek. Na komoru jsou napojeny tři uzavřené smyčky. Dvě smyčky jsou navržené pro přetlak až 1,0 MPa a slouží pro dopravu chladicí/topné kapaliny. Třetí smyčka slouží pro dopravu skrápěcí kapaliny. Každá smyčka je osazena čerpadlem, regulačním ventilem, měřičem průtoku a deskovým výměníkem. Deskový výměník je možné napojit na boiler s horkou vodou pro ohřev kapaliny, nebo vodovodní řád v případě ochlazování. Přetlakové smyčky jsou navíc osazeny expanzními nádobami, které slouží pro vyrovnání dovolených tlakových diferencí, a pro případ nepřípustného navýšení tlaku slouží pojistný ventil, který část média může upustit. Pro vizuální kontrolu jsou smyčky také osazeny manometry a teploměry. Teplotní stavy v jednotlivých smyčkách jsou měřeny termočlánky na vstupu resp. výstupu médií z nádoby a pro bližší přiblížení rozvrstvení tepla v trubkovém svazku jsou umístěny čtyři termočlánky po dvou v každé smyčce. Montážní plech trubkových svazků je rozdělen na dvě poloviny, kde v každé polovině jsou vrtány rozteče rozdílně pro velkou variabilitu uspořádání. Trubkový svazek je složen z měděných trubek o průměru 12 mm a ve skrápěcí trubce jsou otvory o průměru 1,0 mm s roztečí 9,2 mm na délce 940 mm. Pro měření podtlaku slouží tři vakuometry. První je určen pro vizuální kontrolu a je rtuťový, druhý digitální měří v celém požadovaném spektru podtlaku, ale při velmi nízkých tlacích je značně nepřesný. Pro měření tohoto nízkého spektra (pod 20kPa absolutního tlaku) slouží třetí digitální vakuometr.

For the purposes of examination of the heat transfer at sprinkled tube bundles a test apparatus has been constructed; see the diagram at Fig. 2. The tube bundle at which both boiling and condensation can be simulated is placed in a vessel where low-pressure is created by an exhauster through an ejector. The low-pressure stand chamber is a cylindrical vessel of 1.2 m length with three apertures in which the tube bundle of the examined length 940 mm is inserted. Three closed loops are connected to the chamber. The two side loops are designed for overpressure up to 1.0 MPa and function as cooling/heating liquid conveyors. The third (middle) loop functions as sprinkling liquid conveyor. There is a pump, a governing valve, a flow rate meter and a plate exchanger attached to each loop. The plate exchanger can be connected to a boiler or gas boiler with hot water designated for liquid heating-up or cooling water in case of cooling. Besides, expansion vessels and safety and vent valves are fixed to the overpressure loops. In order to enable visual control the loops also include a manometer and a thermometer. The thermal status in individual loops is measured by wrapped earthed T-type thermocouples on the input and output of agents from the vessel. In order to approximate the spread of heat in the tube bundle, two thermocouples are placed inside each loop. The situation inside of the vessel is monitored by two thermocouples; the first one located directly below the surface of the liquid collected at the lower part of the chamber monitors the temperature of the sprinkling liquid and the second one monitors the inside chamber environment above the tube bundle. The fitting plate of the tube bundles is divided into two halves with apertures of various spans drilled into each of them enabling thus a high variability of the tubes' arrangement. The tube bundle consists of copper tubes of the 12 mm diameter. The distribution tube located above the tube bundle has apertures of the 1.0 mm diameter with the 9.2 mm span along the length of 940 mm.

01.12.2012

Fakulta strojního inženýrství VUT, Technická 2896/2, 616 69 Brno, Budova C3/213, místnost 2.2

http://www.oei.fme.vutbr.cz/vysledky-vyzkumu.aspx