Волжский филиал Московского Энергетического Института
( Технического Университета )
Кафедра Промышленной теплоэнергетики
Лаборатория ТОТ
по курсу « Теплопередача»
Исследование теплоотдачи при кипении воды в условиях пузырькового режима
1. Цель работы
Изучение механизма теплообмена при кипении жидкости и факторов, влияющих на интенсивность теплообмена при различных режимах кипения.
2.Теоретическая часть
Кипением называется – процесс интенсивного парообразования, происходящий во всем объеме находящийся при температуре или несколько перегретой относительно температуры насыщения.
Кипение во всем интервале между двойной и критической точками для данного вещества. Механизм теплообмена при пузырьковом кипении отличается от механизма теплоотдачи при конвекции однофазной жидкости наличием дополнительного перепада массы вещества и теплоты паровыми пузырьками из пограничного слоя.
Рассмотрим характер изменения плотности теплового потока от перегрева жидкости (кривая кипения):
 |
рис.8.1
При увеличении температурного напора тепловой поток проходит через максимум (Qmax). Максимальному теплообмену предшествует область 1 и обычное развитое кипение 3, между которыми находится область неустойчивого кипения 2. Пройдя Qmax, q – постепенно снижается, по мере вытеснения пузырькового кипения пленочным. Величина коэффициента теплоотдачи a увеличивается, с увеличением температурного напора Dt в условиях пониженных давлений имеет место затягивание режима конвекции (линии АБ), а пи кипении не смачиваемых жидкостей (интервал 0¸90 °С), пленочный режим может начаться при малых нагревах (линия ВГ).
3. Описание установки
Схема установки для изучения теплоотдачи при пузырьковом кипении воды изображена на рисунке 8.2.
Измерительный участок, предназначенный для изучения интенсивности ТО состоит из опытной трубке (5), сосуда (3), и измерительных приборов. Опытная труба (5) помещена в сосуд (2) , заполненный водой. По (5) пропускают эл. ток через токоподводы (4). Теплообмен происходит при атмосферном давлении, температура поверхности трубки (5). Измеряется с помощью двух хромель-никелевых термопар Температура жидкости и температура насыщенного пара измеряется подвижной термопарой, установленной в рабочем объеме посуды (2). Жидкость поддерживается в состоянии слабого кипения с помощью охранного эл. нагревателя(6). Сверху сосуда (3) имеется трубчатый холодильник (конденсатор)(1) .
4. Вывод расчетных формул
Средний коэффициент теплоотдачи между стенкой опытной трубки и кипящей водой - a определяем из соотношения
Q – тепловой поток передаваемый от поверхности трубы к воде [Bт],
F – площадь поверхности опытной трубки,
Dt – разность tc-tн (tн-ts) – температурный напор, где tc=k×E – средняя температура поверхности стенки трубы.
Тепловой поток потребляется по мощности потребляемой трубой Q = YB×U
где Y сила тока [A], DU – падение напряжения на опытной трубке.
Плотность теплового потока определяется по формуле
5. Данные установки
Материал проволоки - платина
Сопротивление проволоки при T0 = 273 K - R0 = 0.0260 Ом
Температурный коэффициент сопротивления a =0.00393 K-1
Длина проволоки - l = 52 мм
Диаметр проволоки - d = 0.5 мм
Температура насыщения ts = 47.15 oC
6. Таблица измерений
Таблица № 1
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.