Схема экспериментальной установки и методика измерений.

Схема экспериментальной установки приведена на Рис. 1. На передней панели 1 находится двухканальный измеритель температуры 10 типа ТРМ200, подключённый к восьми хромель-копелевым термопарам (t ₁, t ₂, t ₃, t ₄, t ₅, t ₆, t ₇, t ₈), через переключатель термопар 11, соединённым с первым каналом измерителя температур (красная панель). В нижней части панели находятся три выключателя – «Сеть» 2, «Насос термостата» 3 и «Нагреватель термостата» 4. Рабочим участком является две медные гладкие трубы 5 и две оребрённые трубы 6, соединенные последовательно, через которые циркулирует нагретая в водонагревателе (термостате) (рис. 2) вода. Объёмный расход воды измеряется крыльчатым расходомером 12 (или ротаметром 16 для малых расходов G =(8–10)10^–3л/с). В основном измерения расхода проводятся ротаметром 16, так как при больших расходах температуры на входе t ₁ и выходе t ₄ из системы практически не отличаются. На входном патрубке водонагревателя (термостата) находится кран 19_, регулирующий величину объёмного расхода воды в системе. Циркуляционный насос 18 прокачивает нагретую в водонагревателе (термостате) воду по трубке, соединенной с входным штуцером системы 15. Выходной штуцер 15 соединяется с входным патрубком водонагревателя 22. Для удаления воздуха из системы используются вентили Маевского 23 и 24. Заполнение системы водой производится через расширительный бачок 20 при открытом кранах 19, 14 и 13 и открытом вентиле Маевского 24.

Температура воды в водонагревателе (термостате) регулируется реостатом под крышкой 21 водонагревателя в пределах 25–65 ^оС. Объемный расход воды регулируется краном 19 в пределах 5–40 л/час. Течение жидкости в трубе ламинарное, максимальная скорость w =0.05м/с.

Измеряемые величины:

t ₁ – температура воды на входе в оребрённую трубу;

t ₂ – температура воды на выходе из оребрённой трубы;

t ₃ – температура воды на входе в гладкую трубу;

t ₄ – температура воды на выходе из гладкой трубы;

t ₅ – температура на внешней поверхности оребрённой трубы на её середине;

t ₆ – температура на внешней стороне ребра на середине трубы;

t ₇ – температура на внешней поверхности гладкой трубы на её середине;

t ₈ – температура воздуха вблизи трубы;

G – массовый расход воды.

 

4. Подготовка установки к работе:

 

1. Заземлить установку.
2. Соединить шланг от штуцера 17 с циркуляционным насосом 18.
3. Соединить шланг от штуцера 15 с входным штуцером водонагревателя 22.
4. Открыть вентиль Маевского 24.
5. Закрыть кран 14 (К1) и открыть кран 13 (К2) на установке.
6. Полностью заполнить дистиллированной водой водонагреватель через расширительный бачок 20. Уровень воды должен быть посередине расширительного бачка 20.
7. Включить установку тумблером 2 «Сеть».
8. Включить на несколько секунд циркуляционный насос тумблером 3. Следует повторять кратковременные включения насоса, наблюдая за измерителем расхода 12 до тех пор, пока его турбина не начнет быстро вращаться, что будет означать заполненность системы. При заполнении системы возможно уровня воды в расширительном бачке 20. В этом случае необходимо доливать воду в расширительный бачок до первоначального уровня.
9. Закрыть вентиль Маевского 24.
10. Включить тумблер 4 «Нагреватель термостата».
11. Включить измеритель температуры 10. При достижении температуры 40–55 ^оС из воды выделяется растворенный в ней воздух. При этом в системе могут образовываться воздушные пробки. Для их удаления необходимо периодически открывать и закрывать вентили Маевского 23 и 24 и периодически включать и выключать насос 18 тумблером 3.
12. При необходимости доливать воду в систему через расширительный бачок 20.
13. Для регулировки температуры в водонагревателе необходимо открыть крышку 21 и установить реостатом большее или меньшее значение мощности водонагревателя. Для этого необходима предварительная торировка, которая проводится лаборантом при первой подготовке установки к работе.