Способ определения коэффициента теплоотдачи при кипении жидкости

 

Использование: область теплофизическоГо эксперимента, для определения коэффициента теплоотдачи при кипении, конденсации и конвективном теплообмене. Сущность изобретения: нагревают электрическим током экспериментальный участок в виде трубки-нагревателя, помещенной в исследуемую жидкость, и одновременно подают охлаждающую среду в трубку-конденсатор. Измеряют мощность электрического тока и температуру насыщения исследуемой жидкости при установившемся режиме кипения. Осуществляют подачу охлаждающей среды с тем же расходом , что и в трубку-конденсатор, в трубкунагреватель.Одновременно экспериментальный участок нагревают током удвоенной мощности, Температуру охлаждающей среды изменяют до достижения первоначального значения температуры насыщения исследуемой жидкости. Измеряют расход и температуру охлаждающей среды на входе и выходе нагревателя и конденсатора , идентичных по геометрическим размерам и материалу. По измеренным значениям расчетным путем определяют коэффициенты теплоотдачи для каждого вида процесса теплообмена. 1 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 К 17/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 ! !ьэ (а (21) 4764962/10 (22) 05,12.79 (46) 23.01.93. Бюл. N 3 (71) Нижегородский филиал Института машиноведения им, А.А.Благонравова и Нижегородский политехнический институт (72) Г,Ю.Макаров, P.M.Ëàïøèí и Б,Ф.Нормухамедов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1569597, кл. G 01 К 17/20, 1988.

Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена, — M.:

Энергия, 1979, с. 256-258, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ КИПЕНИИ

ЖИДКОСТИ (57) Использование: область теплофизическо)о эксперимента, для определения коэффициента теплоотдачи при кипении, конденсации и конвективном теплообмене.

Сущность изобретения; нагревают электрическим током экспериментальный участок в

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для экспериментального определения коэффициента теплоотдачи при кипении и конденсации в стационарном режиме, а также при конвективном теплообмене.

Известен способ определения коэффициента теплоотдачи, заключающийся в непосредственном нагреве трубчатого образца электрическим током, измерении температуры поверхности теплоотдачи, температуры теплоносителя, теплового потока и вычислений коэффициента теплоотдачи по измеренным значениям.

Недостатком известного способа является узкая область использования, поскольку коэффициент теплоотдачи определяется,, Ы,» 1789882 А1 виде трубки-нагревателя, помещенной в исследуемую жидкость, и одновременно подают охлаждающую среду в трубку-конденсатор. Измеряют мощность электрического тока и температуру насыщения исследуемой жидкости при установившемся режиме кипения. Осуществляют подачу охлаждающей среды с тем же расходом, что и в трубку-конденсатор, в трубкунагреватель. Одновременно экспериментальный участок нагревают током удвоенной мощности, Температуру охлаждающей среды изменяют до достижения первоначального значения температуры насыщения исследуемой жидкости. Измеряют расход и температуру охлаждающей среды на входе и выходе нагревателя и конденсатора, идентичных по геометрическим размерам и материалу, По измеренным значениям расчетным путем определяют коэффициенты теплоотдачи для каждого вида процесса теплообмена. 1 ил. только для одного вида процесса теплообмена — конвективного.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения коэффициента теплоотдачи при кипении жидкости, заключающийся в нагреве электрическим током экспериментального участка в виде трубки — нагревателя, помещенной в исследуемую жидкость, подаче охлаждающей среды в трубку — конденсатор, измерении мощности электрического тока, температуры внутренней поверхности трубки — нагревателя, температуры и давления насыщения исследуемой жидкости при установившемся режиме кипения, По измеренным значениям определяют

1789882 коэффициент теплоотдачи (ахнп,) по расчетной формуле

Q скип.= р-т — — — -ц где тв = тг — Ж вЂ” температура наружной поверхности стенки трубки с учетом перепада температуры по толщине стенки; дт= — (In — — — )

Q dz dz сЬ 1

2 F d)dj d1 2

Q — электрическая мощность, подводимая к трубке и передаваемая кипящей жидкости;

d1, dz — соответственно внутренний диаметр трубки и диаметр, на котором расположены спаи датчиков температуры (термопар);

А — теплопроводность материала стенки трубки;

F - поверхность теплоотдачи; tT — температура внутренней поверхности трубки; тв — температура насыщения исследуемой жидкости.

Заделка термопар не на поверхности трубки, а вблизи нее позволяет устранить нарушение теплообмена на поверхности и уменьшить тем самым погрешность измерения температуры трубки. При этом погрешности измерения температуры, обусловленные подводом и отводом тепла от термопар, йе устраняются, что снижает точность измерения температуры поверхности теплообмена. ,Цель изобретения — повышение точности при одновременном увеличении эффективности за счет обеспечения возможности о п редел ен ия коэффициентов теплоотдачи при конденсации и конвективном теплообмене.

Поставленная цель достигается тем, что охлаждающую среду подают с тем же расходом, что и в трубку-конденсатор, в трубкунагреватель, идентичную по геометрическим размерам трубке-конденсатору, нагревают экспериментальный участок электрическим током удвоенной мощности, изменяют температуру охлаждающей среды до достижения первоначального значения, в установившемся режиме кипения измеряют расход и температуру охлаждающей среды на входе и выходе трубки-нагревателя и трубки-конденсатора и по измеренным значениям определяют искомые коэффициенты теплоотдачи.

На чертеже показано устройство для реализации предложенного способа.

Устройство содержит герметичный корпус 1, частично заполненный исследуемой жидкостью 2. B корпусе 1 заделана трубканагреватель 3, подсоединенная к источнику тока 4. В верхней части корпуса установлена трубка-конденсатор 5, идентичная по размерам и материалу трубке-нагревателю, подключенная к источнику охлаждающей воды 6 через вентиль 7 и термопары 8. Выходной патрубок 9 конденсатора соединен через теплообменник 10 с трубкой 3, С помощью вентилей 11, 12 осуществляется подача охлаждающей жидкости в нагреватель 3, Расход жидкости измеряется расходомером 13, а температура на входе и выходе из конденсатора и нагревателя -термопарами 14 и 15.

Корпус 1 также оснащен дополнительной арматурой - дренажным вентилем 16 и воздушным клапаном 17.

Способ осуществляют следующим образом.

Подают электрический ток на трубку 3, а в трубку 5 подают охлаждающую жидкость от источника 6 открытием вентилей 7 и 11, при закрытом 12. Вентилем 7 регулируют расход охлаждающей жидкости через трубку 5 до достижения в корпусе 1 температуры насыщения исследуемой жидкости. Измеряют электричеСкую мощность на экспериментальном участке трубки 3, температуру насыщения (температуру пара) — термопарой 8 и термопарами (на чертеже не показаны) — температуру внутри трубки 3, Затем на трубку 3 подают электрический ток удвоенной мощности, закрывают вентиль 11 и от35 крывают вентиль 12, подают охлаждающую жидкость через теплообменник 10 в трубку

3, регулируя ее температуру для установления первоначального значения температуры насыщения исследуемой жидкости.

40 Измеряют расход охлаждающей жидкости через конденсатор 5 расходомером 13 и температуру охлаждающей жидкости на входе и выходе из конденсатора и нагревателя термопарами 14 и 15.

Коэффициенты теплоотдачиа рассчитывают по формулам: — при конвективном теплообмене конв. н

50 F» (ñ, — Дс — Т ) где н н д1 G>xn. С вых — вн „2 Я < 2 )

4Л я Я 1 — перепад температур в стенке трубки, тж" = н н (вых + твх.

Goxn. — расход охлаждающей жидкости через нагреватель и конденсатор;

1789882 где г

2 dR d2 )

d) — d3 Г1

10 (тт тж + з)) Q

Cp — удельная теплоемкость охлаждающей жидкости; н н вх, твых lBx,?вых — соответственно температура охлаждающей жидкости на входе и выходе из нагревателя и конденсатора;

I — длина экспериментального участка (трубки);

il — коэффициент теплоп роводности материала трубки;

cT — температура внутренней поверхности трубки;

d1, d2 — соответственно внутренний и наружный диаметры трубки;

F — поверхность теплоотдачи; при конденсации

Q конд. = Goxn Ср(свых lsx.)/Енар(сз тж

Формула изобретения

Способ определения коэффициента теплоотдачи при кипении жидкости, заключающийся в нагреве электрическим током экспериментального участка в виде трубкинагревателя, помещенной в исследуемую жидкость, подаче охлаждающей среды в трубку-конденсатор, измерении мощности электрического тока, температуры внутренней поверхности трубки-нагревателя, температуры и давления насыщения исследуемой жидкости при установившемся режиме кипения,отл ич а ю щийся тем, что, с целью повышения точности при одновременном увеличении эффективности за счет обеспечения возможности определения коэффициентов теплоотдачи при кон5

tw т, — температура насыщения (пара); — при кипении

Q где Л 1 = — -((1 — и — );

Q . 2 (Я d2

2Я П dI — df d1

Q — электрическая мощность на экспе15 риментальном участке.

Повышение точности при реализации данного способа достигается за счет исключения необходимости измерения температуры поверхности теплоотдачи

Измеряется только температура внутри трубки-нагревателя 3, помещенной в исследуемую кипящую жидкость, денсации и конвективном теплообмене, подают охлаждающую среду с тем же расходом, что и в трубку-конденсатор, в трубкунагреватель, идентичную по геометрическим размерам трубке-конденсатору, нагревают экспериментальный участок электрическим током удвоенной мощности, изменяют температуру охлаждающей среды до достижения первоначального значения температуры насыщения исследуемой жидкости, в установившемся режиме кипения измеряют расход и температуру охлаждающей среды на входе и выходе трубки-нагревателя и трубки-конденсатора, по измеренным значениям определяют искомые коэффициенты теплоотдачи.

1789882

Составитель А, Кулакова

Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 345 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Способ определения коэффициента теплоотдачи при кипении жидкости Способ определения коэффициента теплоотдачи при кипении жидкости Способ определения коэффициента теплоотдачи при кипении жидкости Способ определения коэффициента теплоотдачи при кипении жидкости 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и позволяет повысить точность определения коэффициента конвективной теплоотдачи в полостях переменного объема поршневых машин

Изобретение относится к приборостроению и позволяет исключить линейные смещения зоны измерения профиля модели из сублимирующего вещества до и после сублимации, при измерениях локальных коэффициентов теплоотдачи

Изобретение относится к области теплофизических измерений и позволяет повысить точность определения коэффициента теплоотдачи в нестационарных потоках

Изобретение относится к средствам производства термосов и позволяет упростить процесс контроля качества колб термосов

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и лозвопяет повысить надежность устройства

Изобретение относится к устройствам для измерения тепловых потоков, в том числе нестационарных, в частности для измерения теплового потока от движущейся среды к поверхности твердого тела

Изобретение относится к теплотехническим измерениям, позволяет определить количество тепловой энергии, расходуемой отопительным прибором, и может быть использовано для измерения количества расходуемой тепловой энергии в системах теплоснабжения

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для измерения зависимости градиента температур на поверхности от температуры поверхности

Изобретение относится к экспериментальной теплофизике и может быть использовано для определения мгновенного осредненного по поверхности значения коэффициента теплоотдачи к поверхности рабочей камеры машины объемного действия

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в теплоэнергетике в системах учета расхода тепловой энергии

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для учета потребляемого тепла локальным потребителем

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для измерения зависимости градиента температур на поверхности от температуры поверхности

Способ определения коэффициента теплоотдачи при кипении жидкости, измерение температуры охлаждающей жидкости, расход охлаждающей жидкости, коэффициент расхода жидкости

Наверх