Способ определения расхода жидкости в паровом ядре двухфазного потока теплоносителя — SU 1586381 (original) (raw)
СООЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛИН 863 И 9) 5)5 С. 01 К 17/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2 Ю.А тько Р,С. В, Препри за ст ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИПРИ ГКНТ СССР двторсном свиДетальстеу(5 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА НИДКОСТИ В ПАРОВОМ ЯДРЕ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ:вань при ожидкости мной пленко етение относится к техниике, может быть использопределении распределенияежду ядром потока и пристенй, преимущественно в обИзобретение относится к техницеской физике и может быть использованои исследовании двухфазных потоков,частности, при определении распре"ления жидкости между ядром потокаи пристенной пленкой преимущественнов области дисперсно-кольцевого режима тецения.Целью изобретения является расширение возможностей способа за счетопределения расхода (колицества) жидкости в пристенной пленке.На чертеже представлена принципи" Ральная схема осуществления способа.Схема включает парогенерирующий ., канал 1, нагрев теплоносителя в кото"ром осуществляется за счет тепла,выделяемого в стенке канала при не-ласти дисперсно-кольцевого режиматецения, для определения структурыдвухфазного потока в каналах. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности эа счет обеспецения воэможности определения расходажидкости в пристеноцной пленке теплоносителя, В заданном сечении по длине канала создают адиабатицескийучасток ллиной )100 й, где д - диаметр канала, увеличивают обогреваемудлину канала на величину адиабатицеского уцастка, определяют критицескуюмощность канала с адиабатицескимучастком и без него, соответствующуюмоменту наступления кризиса теплоотдаци, и по приведенной расчетнойвисимости определяют расход жидко ив пристеноцной пленке. 1 ил. посредственном пропускании тока це"реэ стенку трубы, токоподводы 2, спомощью которых подводится напряжениетерчопары 3 служат для Фиксации кри- (фзиса теплоотдаци и приварены к наружной стенке трубы. Нунт 4 служитдля создания адиабатического уцастка ООна канале и выполнен из медного ши- фффффнопровода. Адиабатицеский уцастоксоздают также путем установки холо"дильника, при этом температуры стенки канала и температуры стенки каналав месте установки адиабатицескогоуцастка должны быть равны. Последнеепозволяет исключить выпадение капельиз ядра потока, связанное с,их конденсацией. Измеряя критическую мощ-,ность канала без адиабатицескогоЯ 63 Р уц:)стка и при его наличии из уравнеид баланса; можно определить массовый расход жидкости в ядре и в пленке, т.е. определить структуру двухфазного потока.Действительно, составим два балансовых уравнения; для сечения конца.адиабатического уцастка а - (1)и для сечения начала адиабатицеского уцаст О ка 1 - (2) по направлению движения потока теплоносителя: акр+ С (2) 1С;пл 20расход теплоносителя черезканал;разность крИтицеских мощностей на канале с адиабатицеским участком и без него при равныхобогреваемыхдлинах;массовые расходы пара навыходе из канала (сечениекризиса К) и на входе вадиабатицеский участок (сечение 1), где С = СхкЦкрмассовый расход жидкости впленке на входе в адиабатический уцасток,массовый расход жидкости вядре потока на входе вадиабатический участок,массовый расход жидкости,выпадающей за адиабатическим участком, т.е. от сечения выхода из адиабатицеского участка (сечение а) досецения выхода из канала(сечение К), из ядра потокана пристенную пленку.выражение (2) в выражениеобразовав, получим где С о,СйМкР Г. хСфпл с, Сфя где 1 16 х - энтальпия теплоносителя на линии насыщенияи энтальпия теплоносителя на входе4 О П - обогреваемый периметрканала,1. - координата сечения на"чала адиабатическогоуцастка,45 ц - плотность теплового потока,Длина адиабатического участкавыбирается из следующих соображений.Для полуцения максимального приращения мощности Л И на канале с адиабатическим участком по сравнению сканалом без такового необходимо, цтобы на длине 1 выпало максимальноеколичество жидкости иэ ядра потока,Это возможно в том слуцае, когда наадиабатическом участке устанавливается гидродинамически равновесноесостояние двухфазной смеси. Длинаканала, при которой расход жидкости Подставив(3) и пре ЯакяИ кр= С,(1-х) где хВрбакр иГ --- С = Г +т. ) Пл" массовое паросодержание навыходе из канала, соответствующее кризису теплоогдали,скрытая теплота парообразкеания. Таким Образом, из уравнения (3) можно определить расход жидкости в ядре потока с точностью до члена Ся , т.ес тОннОстью ДО КОли)акр фцества жидкости, выпадающей иэ ядра потока на стенку канала на участке от выхода и 3, адиабатичес кого уча ст ка до выходного сечения канала, При определении структуры потока в канале в области паросодержаний хх, где х - граничное паросодержание, определяемое из эксперимента, член Савносит ошибку, равную 8 15/ от С . Следовательно, расходЯжидкости я ядре потока определяется по формулеС. = С (1-х ) + - (ч)9кР Для определения расхода жидкости в пленке в пристенных областях из уравнения (2) подстановкой в него выражения (М) получимМассовьй расход пара Г ) в сеченииопределяется иэ уравнения балансас;п 5 1 а 1-С,(1-,) (6)5в пленке становится равным равновесному, составляет й 100 Я независимоот условия ввода Фаэ, д - гидравлический диаметр канала. Таким образом,при проведении измерений следует 1Овыбира т ь ра вным100 д,Способ осуществляется следующимобразом.Создается адиабатицеский участокна канале. Далее, добавляют длинуобогреваемой части канала на 1идлину адиабатического участка и измеряют критическую мощность канала садиабатическим участком. Критическуюмощность определяют путем измерениятемпературы стенки канала при ступенчатом изменении подводимой электри-,ческой мощности. Определяется критическая мощность на канале без адиаба тицеского участка. Находится приращение мощности для канала с участкоми без него и по формулам (4) и (5).определяется расход жидкости. Перемещая адиабатический часток по длинеканала и повторяя весь цикл измерений, удается определять структуру потока по длине канала.С помощью данного способа определяли структуру двухФазного потока втрубе, выполненной иэ стали Х 18 Н 9 Твнутренним диаметром 1075 мм и длиной 6 м. Обогрев производился непос. редственным пропусканием тока через. стенку канала. Массовая скорость составляла 2000 кг/см с, давление, 7,0 ИПа, температура воды на входео240 СЭксперименты показали, цтоданный способ позволяет определять Вэ 3816расходные составляющие двухфазного потока в области дисперсно-кольцевого режима тецения в диапазоне давлений 5-140 МПа, массовых скоростей 500-3000 кг/см с, тепловых потоков О 5-2 5 МВт/м Формула и зобретения1 ОСпособ определения расхода жидкости в паровом ядре двухфазного потокатеплоносителя в области дисперснокольцевого режима течения, заключающийся в подводе тепла к стенке канала с одновременным измерением еетемпературы, измерении расхода тепло носителя, определении критическоймощности канала, соответствующей мо менту наступления кризиса теплоотдачи, с последующим расчетом расходажидкости в паровом ядре двухфазногопотока, отличающийсятем, что, с целью расширения функци".25 ональных воэможностей за счет обеспечения возможности определения расхода жидкости в пристеночной пленкетеплоносителя, на стенке канала взаданном сечении по длине создают ЗО адиабатицеский участок длиной100 й где д - диаметр канала, увеличивают обогреваемую длину каналана величину адиабатического участкаопределяют критическую мощность канала с адиабатическим участком соответствующую моменту наступления кри"зиса теплоотдачи, и по измереНнымвеличинам определяют расход жидкостив пристеноцной пленке теплоносителя.4 О
Способ определения расхода жидкости в паровом ядре двухфазного потока теплоносителя