Теоретические основы теплотехники. Методические указания - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

напорах (5 ≤ ∆t ≤ 25
o
C) коэффициент теплоотдачи значительно возрастает. Это связано с интенсивной конвек-
цией жидкости вследствие возникновения, роста, отрыва и движения паровых пузырей. Для воды в диапазоне
давлений р/р
кр
≤ 0,18 для расчета α применяется эмпирическая формула, полученная обработкой опытных дан-
ных [2]:
α = 3,15 (10p
н
)
0,15
q
0,7
, (4)
где q = Q/F – плотность теплового потока, Вт/м
2
; р
н
– давление насыщения при температуре t
ж
, МПа.
При очень больших температурных напора или тепловых нагрузках возникает кризис кипения и такое ки-
пение называют пленочным (при атмосферном давлении ∆t
кр
= 25 К, q
кр
= 1,2 ⋅ 10
6
Вт/м
2
). При таком режиме
число центров парообразования становится настолько огромным, что стенка как бы отделяется от кипящей
жидкости пленкой пара, в результате чего коэффициент теплоотдачи резко уменьшается, а температура стенки
значительно возрастает по сравнению с t
н
.
Экспериментальная установка и методика измерений
Общий вид экспериментальной установки приведен на рис. 1. На передней панели находятся: многока-
нальный измеритель температуры 4 типа УКТ38-В-04 с выключателем 5, подключенный к трем хромель-
копелевым термопарам (см. позиции 4 и 5 на рис. 2); универсальный мультиметр 7 типа MY-68 с автоматиче-
ским переключением пределов измерений; включатель электропитания установки 1; разъемы V для подключе-
ния мультиметра; тумблер 3 для переключения мультиметра на измерение падения напряжения U
о
на образцо-
вом сопротивлении R
о
или напряжения U
н
на рабочем нагревателе. Питание рабочего нагревателя осуществля-
ется от ЛАТРа 6. Изменение мощности дополнительного электронагревателя осуществляется регулятором
мощности 2.
На рис. 2 приведена схема внутреннего устройства лабораторной установки, включая и электрическую
схему питания рабочего нагревателя, и схему измерений. Нагреваемый медный цилиндр 7 с рабочим нагревате-
лем находится в цилиндрической стеклянной емкости 6, заполненной дистиллированной водой. Эта емкость
частично погружена в водоподогреватель 8 с дополнительным электронагревателем 9, питание на который
приходит от регулятора мощности 1. Рабочий нагреватель соединяется проводами 3 с лабораторным авто-
трансформатором. Последовательно с этим нагревателем включено образцовое сопротивление R
о
для определе-
ния величины электрического тока в цепи по измеренному значению падения напряжения на нем. Переключатель 2
позволяет использовать универсальный прибор МУ-68 для измерения падения напряжения на рабочем нагрева-
теле U
н
и на образцовом сопротивлении U
о
. В этом случае выделяемая мощность (а значит и тепловой поток)
определяется по формуле:
Q = U
н
(U
o
/R
o
) К
п
, (5)
где U
н
– падение напряжения на рабочем нагревателе, В; U
о
– падение напряжения на образцовом сопротивле-
нии R
o
, В.
4
2
U
н
U
o
1
V
U
р
≅
220
5
6
7
3
≅220 В
к
ЛАТРу
к
УКТ38
R
o
U
н
4
6
5
7
3
2
8
9
1
U
о
распайка
термопар
t
c1
t
c2
•
•
Рис. 1 Экспериментальная
установка
Рис. 2 Внутреннее устройство
установки
Внутри медного цилиндра установлены две термопары, подведенные снизу с помощью трубки 4. Спаи
термопар находятся в непосредственной близости от внешней поверхности пластины. Для измерения темпера-
туры кипящей воды в емкости 6 вблизи поверхности пластины размещена третья термопара 5. Предваритель-
ный подогрев воды до 80…90
o
C в емкости 7 производится благодаря работе нагревателя 9. В процессе опытов
температура воды здесь доводится до температуры кипения, и это позволяет значительно уменьшить (но не ис-
ключить полностью) тепловые потери от рабочей стеклянной емкости 6 в окружающую среду.
Подготовка установки к работе
1 Проверить уровень воды в водоподогревателе 8. При необходимости отвернуть крышку и заполнить его
на 2/3 водой.

Страницы