CN204514743U - 一种水的汽化潜热测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水的汽化潜热测定装置，包括一底座；一电加热器，设置在底座上；一压力容器，设置在底座上，电加热装置位于压力容器内，压力容器上设有注水口；一绝热层，包覆压力容器；一压力测试表，连接压力容器；一冷凝水管，冷凝水管的一端依次通过针形阀和主电磁阀与压力容器连通；一称重装置，与冷凝水管的另一端连通。本实用新型提供的一种水的汽化潜热测定装置，可测定不同压力下水的汽化潜热，获得可靠的汽化潜热测量结果。

Description

一种水的汽化潜热测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验测试设备，特别涉及一种水的汽化潜热测定装置。

背景技术

众所周知，在一定压力下饱和水蒸发所需的能量称之为汽化潜热。在热工计算中，水的汽化潜热一般参考《工业用1967年IFC公式》，其是热工学的最常用工具，包含工业领域国际通用的“水和水蒸气性质表”，热机(锅炉、空调、汽轮机、等等)设计、校核计算时水和水蒸气的物理特性均由此表查得。但是对于节能器领域研究中，特别是通过改变水的微观结构从而降低水在汽化时所需的外部能量的研究中，《工业用1967年IFC公式》中的数据已不适用而应以实测为准。

常用的汽化热测定仪是一种悬挂加热结构的测定装置，该装置只能在常压下测量汽化热。此外，该种测定装置由于采用悬挂加热方式，故在试验开始和结束时随着水的蒸发，不同的浮力造成对称重结果的影响。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可根据不同压力测试要求，获得水的汽化潜热测量结果的测定装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种水的汽化潜热测定装置，包括一底座；一电加热器，设置在底座上；一压力容器，设置在底座上，电加热器位于压力容器内，压力容器上设有注水口；一绝热层，包覆压力容器；一压力测试表，连接压力容器；一冷凝水管，冷凝水管的一端依次通过针形阀和主电磁阀与压力容器连通；一称重装置，与冷凝水管的另一端连通。

根据本实用新型的一个实施例，在所述压力容器中设有水下孔板。

根据本实用新型的一个实施例，所述电加热器为可调功率的电加热器。

根据本实用新型的一个实施例，在所述压力容器的外壁上和所述绝热层的外壁上分别设有多个热电偶。

根据本实用新型的一个实施例，在所述冷凝水管靠近所述主电磁阀的一端上连接一与大气相通的三通阀。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷凝水管上设有冷凝器。

根据本实用新型的一个实施例，所述称重装置包括一称重天平，所述称重天平上设有一凝结水容器，所述冷凝水管排出的凝结水落入所述凝结水容器内。

根据本实用新型的一个实施例，所述称重天平为高精度电子天平。

根据本实用新型的一个实施例，所述称重天平设有与计算设备互联的端口。

根据本实用新型的一个实施例，所述压力容器为可拆卸的，根据实验需要可更换为不同的压力等级的所述压力容器。

本实用新型提供的一种水的汽化潜热测定装置，能在不同压力的测试环境下获得水的汽化潜热测试结果。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将经过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。如图所示，水的汽化潜热测定装置包括底座1、电加热器2、压力容器15、绝热层17、冷凝水管16和称重装置14。在底座1上设有电加热器2，还设有圆柱状的压力容器15，压力容器15间隔罩设在电加热器2上。压力容器15上还设有注水口8。在压力容器15外包覆绝热层17，绝热层17使得压力容器15始终处于绝热状态。压力测试表18连接压力容器15，可及时了解压力容器15内的压力情况。冷凝水管16的一端依次通过针形阀6和主电磁阀5与压力容器15的顶部连通。压力容器15中形成的水蒸汽通过主电磁阀5和针形阀6进入冷凝水管16，主电磁阀5用于打开或关闭压力容器15和冷凝水管16间的蒸汽通道，针形阀6用于调节水蒸汽的出汽量。冷凝水管16与针形阀6连通的一端沿向下倾斜的方向延伸，冷凝水管16的另一端与称重装置14连通。

主要测定过程如下，由注水口8向压力容器15中注入水，水由电加热器2加热，加热后的水形成蒸汽，蒸汽经压力容器15顶部的主电磁阀5和针形阀6进入冷凝水管16，经冷凝水管16冷凝后形成水。在此过程中，压力容器15中的压力不断增加，当达到需要测定的压力值时，调整针形阀6，调节水蒸汽的出汽量，使压力值保持在需要测定的压力值环境下。经冷凝水管16冷凝后的水注入称重装置14，获得水的重量，从而根据所消耗的热量和水的重量计算得出水的汽化潜热的数值。

较佳的，压力容器15中设有水下孔板3，水下孔板3的设置用于均衡水蒸发表面的蒸发速率。由于在加热水时，靠近电加热器2的水被迅速加热，因此水蒸发表面会出现蒸发强度不一致的情况，导致会出现蒸汽带水的情况，从而影响测定精度。

较佳的，电加热器2为可调功率的电加热器。可调整水的蒸发速率，在水下孔板3的配合下，保证适度的、均匀的表面汽化强度。

较佳的，压力容器15的外壁上和绝热层17的外壁上分别设有多个热电偶4。热电偶4用于监测压力容器15外壁和绝热层17外壁上的温度，从而保证试验在绝热状态下进行。优选的，在压力容器15的外壁上设置8个热电偶4，在绝热层17的外壁上设置8个热电偶4。这些热电偶4对压力容器15保温状态进行实时监测，确保试验在绝热状态下完成。

较佳的，冷凝水管16靠近主电磁阀6的一端上连接与大气相通的三通阀7。三通阀在正式测定前通往大气，将未达稳定状态时产生的蒸汽排往大气，以免造成可能的误差和影响测定精度。在测试前，先将三通阀7设置到与大气连通，由压力容器15排出的蒸汽通过冷凝水管16，经三通阀7直接排往大气。达到测试要求时，将三通阀7设置到与大气连通通道关闭时，蒸汽将经冷凝水管16被导入到称重装置14。

较佳的，冷凝水管16上设有冷凝器12。冷凝器12可以采用常用的带有冷凝盘管的冷凝器，将汽化后的蒸汽全部冷凝。

较佳的，称重装置14包括一称重天平141和凝结水容器142，在称重天平141上放置凝结水容器142，由冷凝水管16排出的凝结水注入到凝结水容器142中。

较佳的，称重天平141为高精度电子天平，测量精度为0.01g。

较佳的，称重天平141设有与计算设备互联的端口。将测定的数据直接传送到远端的计算设备。

较佳的，压力容器15为可拆卸的。压力容器15可以固定设置在底座1上，与底座1成为一体。压力容器15也可以以可拆卸的方式固定在底座1上，根据实验需要压力容器15可更换为不同压力等级的压力容器，以适应不同压力下的测试条件。

根据本实用新型的一种水的汽化潜热测定装置的测试步骤如下：

1)将水从注水口8注入压力容器15；

2)三通阀7应置于通往大气方向；主蒸汽电磁阀5处于打开状态；针形阀6全开；

3)启动可调功率电加热器2；

4)待三通阀7通往大气端有蒸汽排出1分钟后，关闭主蒸汽电磁阀5；

5)继续加热，至所需压力后，观测压力容器15外的热电偶温度，应当3分钟维持不变；

6)开启主蒸汽电磁阀5，调节针形阀6平衡产出的蒸汽量和排出的蒸汽量，使压力保持稳定5分钟；

7)正式测定开始，将三通阀7调节为将蒸汽通向冷凝器12；

8)记录试验开始时间，直至称重天平141显示2Kg时测量结束。截取此段功率消耗值。

数据整理：

i＝W*860.04

式中：

i–汽化潜热大卡/公斤

W-单位时间消耗的电功率

此外，当绝热层17的外壁的热电偶测得的温度与室温之差≥5℃时，需按传热学公式进行修正。

本实用新型的水的汽化潜热测量装置改进了常规的悬挂加热式汽化热测定仪只能在常压下测量常压时汽化热的局限，并通过精确计算出的汽空间高度，配以可调功率加热器和水下孔板来保证在离开容器的蒸汽是干饱和蒸汽。测量的精度由此及高精度的电功率测量仪来保证。冷凝装置倾斜管路及一端直通大气的设计保证了每次测量时没有影响精度的残留水的存在，蒸汽的冷凝设计及高精度电子天平保证了对最终结果的计量精度。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型。任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，包括：

一底座；

一电加热器，设置在所述底座上；

一压力容器，设置在所述底座上，所述电加热器位于所述压力容器内，所述压力容器上设有注水口；

一绝热层，包覆所述压力容器；

一压力测试表，所述压力测试表连接所述压力容器；

一冷凝水管，所述冷凝水管的一端依次通过针形阀和主电磁阀与所述压力容器连通；

一称重装置，与所述冷凝水管的另一端连通。

2.根据权利要求1所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，在所述压力容器中设有水下孔板。

3.根据权利要求1所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，所述电加热器为可调功率的电加热器。

4.根据权利要求1所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，在所述压力容器的外壁上和所述绝热层的外壁上分别设有多个热电偶。

5.根据权利要求1所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，在所述冷凝水管靠近所述主电磁阀的一端上连接一与大气相通的三通阀。

6.根据权利要求1所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，所述冷凝水管上设有冷凝器。

7.根据权利要求1所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，所述称重装置包括一称重天平，所述称重天平上设有一凝结水容器，所述冷凝水管排出的凝结水落入所述凝结水容器内。

8.根据权利要求7所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，所述称重天平为高精度电子天平。

9.根据权利要求7所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，所述称重天平设有与计算设备互联的端口。

10.根据权利要求1所述的一种水的汽化潜热测定装置，其特征在于，所述压力容器为可拆卸的。