Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Описание экспериментальной установки ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4
На передней панели экспериментальной установки (рис. 4) находят-ся измеритель температуры (2) типа УКТ38, к которому подключены три хромель-копелевые термопары (11), (12) и (13), тумблер электропи-тания установки (1), разъёмы V (3) для подключения цифрового пере-носного мультиметра типа MY67 (5), предназначенного для измерения напряжения. Передняя панель также снабжена смотровым окном для наблюдения за процессом кипения.
Исследуемая поверхность теплообмена (10) – медная тонкостенная трубка (d = 15 мм, L = 50 мм). Внутри опытной трубки находится нагре-вательный элемент, соединенный с лабораторным автотрансформато-
12 ром (7). Изменение теплового потока на поверхности трубки осуществ-ляется поворотом рукоятки лабораторного автотрансформатора.
2
7 6
1
7
6
3 Uн сеть V
13 12 14 11
2
Ro
10
8
V
9
Рис. 4. Схема экспериментальной установки:
1 – тумблер электропитания установки; 2 – измеритель температуры; 3 – разъёмы (V) для подключения мультиметра; 4 – тумблер для переключения мультиметра на изме-рение напряжения U0 и напряжения Uн; 5 – цифровой переносной мультиметр типа МY67; 6 – регулятор мощности электрического водоподогревателя; 7 – лаборатор-ный автотрансформатор; 8 – цилиндрическая стеклянная ёмкость; 9 – электрический водоподогреватель; 10 – нагреваемая медная трубка; 11 – хромель-копелевая термо-пара, измеряющая температуру воды; 12, 13 – хромель-копелевые термопары, изме-ряющие температуру стенки трубки; 14 – конденсатор
13 Электрическая мощность нагревательного элемента, а значит, и теп-ловой поток, выделяемый внутри трубки и отводимый от её поверхно-сти к воде, определяется по значению напряжения и силы тока. Величи-на электрического тока рассчитывается путем измерения падения на-пряжения на образцовом сопротивлении R0, включенном в цепь после-довательно с нагревательным элементом. Для переключения мульти-метра на измерение падения напряжения на образцовом сопротивлении (U0) и напряжения на нагревателе опытной трубки (Uн) служит тумблер (4).
Температура поверхности медной трубки измеряется в двух точках хромель-копелевыми термопарами (12) и (13). Для измерения темпера-туры воды в ёмкости (8) вблизи поверхности трубки размещена термо-пара (11). Термопары подключены к измерительному прибору УТК38 в следующей последовательности:
1 канал – термопара (11); 2 канал – термопара (12); 3 канал – термопара (13).
Медная трубка (10) находится в стеклянной ёмкости (8), помещен-ной в электрический водоподогреватель (9). Ёмкость (8) закрыта крыш-кой, на которой смонтирован конденсатор (14), предназначенный для конденсации выделяющегося пара.
Водоподогреватель (9) предназначен для предварительного подогре-ва воды до температуры 60÷70 0С. Мощность дополнительного электро-нагревателя изменяется регулятором (6).
Меры безопасности 1. Перед включением установки инженер (лаборант) проверяет уро-вень воды в водоподогревателе и в стеклянной ёмкости.
2. Включение стенда производится ИНЖЕНЕРОМ ИЛИ ПРЕПОДА-ВАТЕЛЕМ, ведущим занятие. 3. Температура воды в установке должна быть на 2÷3 0С ниже темпе-ратуры кипения (насыщения).
4. Категорически запрещается снимать верхнюю крышку установки и вынимать боковое защитное стекло во избежание касания токопро-водящих элементов.
5. Все действия с лабораторным автотрансформатором производить под наблюдением инженера или преподавателя.
14 Порядок проведения опыта
Эксперимент выполняется только в присутствии инженера или пре-подавателя в следующем порядке.
1. Включить тумблер электропитания установки 1 (см. рис. 4), а также измеритель температуры 2.
2. Включить водоподогреватель 9, повернув ручку регулятора мощно-сти 6 по часовой стрелке на ½ оборота. 3. После нагрева воды в стеклянной ёмкости до температуры 60÷70 0С (через 30÷40 мин.) выключить водоподогреватель. Процесс нагрева воды контролируется по первому каналу измерителя температуры 2, к которому подключена термопара 11.
4. Переключатель мультиметра 5 установить на измерение переменно-го напряжения. Переключить тумблер 4 на измерение напряжения на нагревательном элементе Uн.
5. Установить выходное напряжение на лабораторном автотрансфор-маторе 7 около 150 В, пользуясь показаниями мультиметра. 6. Переключить тумблер 4 в положение U0 и зарегистрировать значе-ние напряжения на образцовом сопротивлении U0.
7. Записать в журнал наблюдений (табл. 1): а) показания мультиметра Uн и U0;
б) температуру воды (первый канал измерителя температуры) и тем-пературы стенки опытной трубки (второй и третий каналы измери-теля температуры). Таблица 1
Журнал наблюдений
8. Измерение температуры поверхности опытной трубки повторять через каждые 5÷10 мин до достижения стационарного режима теп-лоотдачи, при котором значения температур стенки практически пе-рестанут изменяться во времени.
9. Во время опыта через смотровое окно наблюдают за интенсивно-стью образования пузырьков пара на поверхности опытной трубки.
10. Переключить тумблер 4 в положение Uн. Вращая рукоятку лабора-торного автотрансформатора, установить следующее значение на-пряжения в диапазоне 150÷200 В.
15 11. Повторить опыты, следуя указаниям пунктов 6–10, для 3 или 4 ре-жимов, соответствующих разным значениям Uн.
Обработка опытных данных
Для каждого опыта определить и занести в таблицу (табл. 2) сле-дующие величины.
1. Тепловой поток, отводимый от поверхности трубки к воде путем теплоотдачи при кипении, Вт,
Q = N н = I н × U н = U 0× U н, (15) R 0
2. Плотность теплового потока на поверхности трубки, Вт/м2,
где F=π·d·L – площадь поверхности теплообмена трубки с жидкостью, м2; d – наружный диаметр трубки, м; L – длина трубки, м.
3. Среднюю температуру поверхности стенки, 0С,
где T2 и T3 – температуры стенки опытной трубки, 0С. 4. Температурный напор между стенкой и жидкостью, 0С,
где Tf – температура насыщения жидкости при заданном давлении, 0С.
5. Коэффициент теплоотдачи при кипении, Вт/(м2К),
6. lg(q) – логарифм плотности теплового потока. 7. lg(α) – логарифм коэффициента теплоотдачи.
16 Затем следует построить систему логарифмических координат lg(α)-lg(q) и нанести на ней опытные точки {lg(q)i; lg(α)i}.
Таблица 2 Результаты расчета
6. Определение функциональной зависимости α=f(q)
Определяемую нелинейную зависимость (14) удобно представить в логарифмических координатах, где она принимает вид прямой линии:
что равносильно уравнению (8), где y = lg(α); b = lg(В); k = m; x = lg(q). Это позволяет определить функциональную зависимость α=f(q) ме-
тодом наименьших квадратов, рассчитав коэффициенты b и k по фор-мулам (10), (11) и (12).
Расчет коэффициентов удобно вести, заполняя таблицу (табл. 3.) Таблица 3 Определение функциональной зависимости α=f(q)
Определив значения коэффициентов b и k, в системе логарифмиче-ских координат lg(α)-lg(q) построить прямую линию по найденному уравнению (20), а также восстановить уравнение α=f(q) по выражению (14). Заметим, что коэффициенты «m» и «В» в формуле для расчета ко-эффициента теплоотдачи (14) определяются как m = k, а В=10b.
Уравнение для расчета α при граничных условиях первого рода (13) получают подстановкой выражения (3) в найденное уравнение (14).
17 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дайте определение понятий конвекция, конвективный теплообмен, конвективная теплоотдача.
2. Чем отличается конвективная теплоотдача при кипении от конвек-тивной теплоотдачи в однофазной среде?
3. Какой вид теплообмена исследуется в данной работе? 4. Дайте определение процесса кипения.
5. Что такое теплоотдача при кипении в большом объеме?
6. Что такое центры парообразования? Назовите стадии парообразова-ния.
7. Что такое критический радиус пузырька?
8. Напишите формулу расчета теплового потока при пузырьковом ки-пении в большом объеме и поясните входящие в неё величины.
9. Назовите основные факторы, влияющие на величину коэффициента теплоотдачи при кипении.
10. Изобразите кривые кипения a=f1(DTw) и q=f2(DTw). Укажите режимы кипения и соответствующие им области на графике.
11. Дайте характеристику пузырькового режима кипения. Укажите со-ответствующую область на кривой кипения.
12. Дайте характеристику 1-го кризиса кипения и переходного режима кипения. Укажите соответствующую область на кривой кипения.
13. Дайте характеристику 2-го кризиса кипения и пленочного режима кипения. Укажите соответствующую область на кривой кипения. Какие две подобласти характерны для пленочного кипения?
14. Что такое кризисы кипения? Дайте характеристику первого и второ-го кризисов кипения. Изобразите на графике особенности смены режимов кипения при граничных условиях первого и второго рода.
15. Поясните принцип работы лабораторного стенда и назначение эле-ментов по схеме экспериментальной установки.
16. Опишите порядок проведения опыта и заполнения таблицы наблю-дений.
17. Как получить уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи при граничных условиях 1-го рода?
18. Для какого режима кипения могут быть использованы полученные вами уравнения?
18 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Исаченко, В.П. Теплопередача/В.П.Исаченко,В.А.Осипова,А.С. Сукомел. – М.: Энергоиздат, 1981. – 416 с.
2. Бухмиров, В.В. Справочные материалы для решения задач по курсу«Тепломассообмен»/В.В. Бухмиров, Д.В. Ракутина, Ю.С. Солныш-кова. – Иваново: ГОУ ВПО «Ивановский государственный энерге-тический университет имени В.И. Ленина, 2009.- 102 с.
19
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-07-18; просмотров: 45; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.149.214.32 (0.066 с.) |