Устройство для определения тепло-отдачи при кипении жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ оц81 7559

Сеюэ Севетскик

Социааистическив

Республик

l l

Ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(51)м. кл.з (22) Заявлено 04.01.79 (21) 2711569/18-25 с присоединением заявки Ио

G 01 N 25/08

Государствеимый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открмтий (23) ПриоритетОпубликовано 300381 Бюллетень Й9 12

М) >4< 53 . 24 (088.8) Дата опубликования описания 300 331 (72) Авторы изобретения

С. П. Кальвенае, Л. С. Сафонова и A. A. Пучинскас !! о 3:. 3„, * . в ЪМ ь."", Ордена Трудового Красного Знамени институт полупроводников Ан литовской ссР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛООТДАЧИ

ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для исследования процессов теплоотдачи при кипении жидкостей.

Известно устройство для. измерения теплоотдачи при кипении жидкости на поверхности опытной трубки с внут» ренним нагревателем 1 ).

Однако это устройство позволяет исследовать процессы только стационарные, кроме того, термопара имеет большую инерционность.

Наиболее близким техническим решением является устройство для изучения теплоотдачи при кипении жидкости с прямым электрическим нагревом опытной трубки, содержащее сосуд с жидкостью, в которую помещена металлическая трубка, разогреваемая джоулввым теплом пропускаемого через трубку постоянного электрического тока, подвижную термопару для определейия температуры воздуха внутри трубки, неподвижную термопару для измерения температуры кипящей жидкости.

Однако в металлической трубке известного устройства невозможно создать элвктрически управляеьже градивить т мпературы н добиться их автоколебательных пульсаций, что необходимо для исследования различных режимов кипения на неизотермнчвских поверхностях.

Цель изобретения — увеличение точности измерения при получении кон. тролируеьаах, электрически управляевих стационарных и автоколеблющихся градиентов температуры.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для определения теплоотдачи при кипении жидкости, содержащем закрытый сосуд с жидкостью

15 к помещенный в нее опытный нагреватель с прямым электрическим обогревом постоянным током, опытный нагреватель снабжен электрическими зондаж и выполнен из полупроводника с элек2О тротвпловым отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Размещая вдоль полупроводникаопытного нагревателя электрические зонды и измеряя с их помощью падение

25 напряжения, рассчитывается удельная электропровадность отдельных частей опытного нагревателя. Сопоставляя полученные значения с известной температурной. зависимостью без джоуле30 рого разогрева можно определить тем817559 пературу стенки отдельных частей нагрев ателя.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.

-2=-. графики распределения напряжения.

Устройство состоит из сосуда 1 с крышкой 2, заполненного жидкостью

3, полупроводникового опытного нагревателя 4, снабженного электрическими зондами 5, 6 ... n и термопары 7 для измерения температуры жидкости.

Сосуд 1 заполняется исследуемой жидкостью и через опытный нагреватель

4 пропускается постоянный ток oT ис. точника питания. При помощи электрических зондов 5 - и, измеряется падение напряжения вдоль нагревателя.Тер- !5 мопарой 7 измеряется температура жидкости. Из экспериментально полученной кривой распределения напряжения, вычисляется падение напряжения на нужном участке pUU<+ -U,(номер зон-, ф да и). Удельная электропроводность рассчитывается по формуле

2S где 6 — удельная электропроводность; расстояние между зондами; 30

S — поперечное сечение нагревателя;

1 сила тока, проходящего через нагреватель при напряжении

U.

Затем определяется температура данной . части нагревателя, соответствующая вычисленному з начению удельной электропроводности

Опытный нагреватель изготовлен из электронного кремния с удельным соп- 40 ротивлением р 400 Ом при 20 С в виде прямоугольной пластины с размерами

10 х 0,5 х 0,2 см и снабжен 19-ю зондами. В качестве теплопроводящей жидкости использован жидкий азот ° 45

Однородное распределение напряжения вдоль нагревателя с увеличением приложенного напряжения постепенно переходит в неоднородное. На фиг. 2 кривая Ф отображает распределение напряжения, а кривая r - распределение температуры вдольнагревателя при напряжении U 800В. Видно, что распределение уже неоднородно. Увеличение U до 2200 В ведет к значительным видоизменениям градиентов температуры. Кривые д и е, представляющие ход t< получены, используя распределение напряжения U вдоль нагревателя (кривые б и в) при U, равном 2000 и

2200 B соответственно. При дальнейшем увеличении U градиенты температуры приходят в автоколебательное движение с периодом колебаний, управляемым напряжением (период регулируется от десятков секунд до десятков минут)..

Предлагаемое устройство позволяет исследовать. кипение на неизотермических поверхностях, путем создания в опытном нагревателе электрически управляемых стационарных и автоколеблющихся градиентов температуры, а также моделировать процессы смешанного кипения на неиэотермической поверхности опытного нагревателя.

Формула изобретения

Устройство для определения теплоотдачи при кипении жидкости, содержащее закрытый сосуд с жидкостью и помещенный в нее опытный нагреватель с прямым электрическим обогревом постоянным током, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения точности при получении контройируеьих, электрически управляеьих стаци; онарных и автоколеблющихся градиентов температуры, опытный нагреватель снабжен электричеакими зондами и выполнен иэ полупроводника с электротепловым отрицатепьным дифференциаль. ным сопротивлением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петухов Б.С. Опытное изучение процессов теплопередачи. М., 1952, с. 240.

2. Там же, с. 241 (прототип).

817559

>su

Ьг.2

Составитель Л.Сафонова

Редактор Е.Дичинская Техред Н.Бабурка Корректор М.Шароши

Заказ 1321/57 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

143035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4