SU1483290A1 - Способ измерени плотности теплового потока и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при определении теплового потока от греющей поверхности к кип щей жидкости, а также при определении коэффициентов теплоотдачи при кипении в услови х свободного конвективного теплообмена, при определении коэффициентов теплопроводности по методу пластины в стационарных услови х. Цель изобретени  состоит в повышении точности, уменьшении времени измерени , упрощении конструкции устройства при определении теплового потока по скрытой теплоте парообразовани  при кипении жидкости на контрольной греющей поверхности. Это достигаетс  тем, что сосуд с кип щей в нем жидкостью, выполненный в виде поплавка ступенчатой цилиндрической формы, помещают в термостатированный объем другой жидкости (нагреватель) с более высокой температурой кипени . Производ т гидростатическое взвешивание поплавка и регистрируют изменение массы ΔМ кип щей в нем жидкости за фиксированный промежуток времени ΔΤ. Тепловой поток Q определ ют по измеренным параметрам. Устройство дл  осуществлени  способа содержит жидкостный термостат, плавающий уровень отсчета и сосуд с кип щей в нем жидкостью на контрольной греющей поверхности. Сосуд, погруженный в термостат, выполнен в виде поплавка ступенчатой цилиндрической формы с соотношением диаметра широкой его части к диаметру узкой не менее 10. Сосуд выполнен с термоизолированными боковыми поверхност ми и с возможностью регистрации величины его всплыти  относительно плавающего уровн  отсчета по шкале, нанесенной на пароотводную трубку. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к тепловым измерени м и может быть использовано при исследовании тепло- и массооб- мена жидкостей в услови х кипени .

Цель изобретени  - повышение точности измерений плотности теплового потока и сокращение времени этих у мерений.

На чертеже изображено устройство дл  измерени  плотности 7 теплового потока о

Устройство дл  измерени  плотности теплового потока содержит нагреватель - термостат 1, сосуд 2 с кип щей жидкостью, пароотводную трубку 3 со шкалой глубины погружени  сосуда 2, измен емый балластный груз 4, плавающий уровень отсчета 5, прозрачную втулку 6 отсчета В качестве нагревател  используют жидкостной термостат, снабженный подогревател ми и электронным блоком управлени  и установки заданного режима термостатировани  Сосуд с кип щей жидкостью выполнен в виде поплавка цилиндрической формы, днище которого  вл етс  термочувствительной поверхностью , а боковые поверхности его теплоизолированы, дл  обеспечени  теплоотвода только через днище„Соотношение внутреннего диаметра D широкой части сосуда к наружному диаметру пароотводной трубки dM должно быть не менее 10, а длины пароотводной трубки к высоте сосуда - поплавка в интервале 5-10, что обеспечивает высокую чувствительность гидростатического взвешивани  сосуда 2„Узка  часть поплавка имеет шкалу погружени , снабженную предельными рисками К нижней части сосуда 2 прикреплен балластный груз 4, масса которого должна обеспечить устойчивое удержание сосуда 2 в плавучем состо нии и в вертикальном положении Максимальный уровень жидкости в сосуде не должен превышать 0,75 высоты этого сосуд а о

Плавающий уровень отсчета 5 автоматически обеспечивает компенсацию возможного изменени  уровн  свободной поверхности жидкости в термостате Дл  обеспечени  удобства и большей точности регистрации уровн  всплыти  поплавка в качестве метки прин т внешний плоский торец прозрачной втулки 6 плавающего уровн  отсчета 5 о

Способ реализуетс  следующим об- разоМо На подготовительном этапе стро т график зависимости величины погружени  сосуда в жидкость нагревател  от массы заливаемой в него жидкости о

На рабочем этапе в жидкостном термостате устанавливают заданную

0

5

0

5

0

5

температуру, в поплавок заливаетс  исспедуема  жидкость в количестве, обеспечивающем превышение ее уровн  макгимал-.тшго значени , когда поплавок балластным грузом упретс  в дно термостата, а верхн   предельна  риска гакалы на узкой части поплавка опуститс  ниже метки плавающего уровн  отсчета Эта излишн   масса исследуемой жидкости выкипает в течение времени, необходимого дл  прогрева всей системы, включающей термостат, поплавок и исследуемую жидкость, и установлени  стационарного режима кипени  жидкости Измерени  начинают в момент времени,когда верхн   предельна  риска шкалы подойдет к контрольной метке При этом регистрируют по шкале на узкой части поплавка изменение погружени  поплавка за измер емый интервал времени &Ј и по тарировочному графику определ ют массу испарившейс  жидкости ДМ, Одновременно измер ют величину барометрического давлени , относительно которой из таблиц теп- лофизических свойств исследуемой жидкости наход т скрытую теплоту парообразовани  г. Зна  площадь контрольной поверхности кипени  FK,равной плогаади внутренней поверхности дни-ца поплавка, величину плотности теплового потока q определ ют из соотношени 

1

ДМ « г Tf TT

0

5

0

5

В дальнейшей подобные измерени , включа  опыты с различными исследуе-1 мыми жидкост ми и различными значени ми температуры жидкости в термостате , провод т аналогичным образом, контролиру  момент, пока еще кип ща  жидкость в поплавке не достигнет своего заданного минимального уровн ,, о чем суд т по подходу к контрольной метке нижней предельной риски шкалы.

Точность измерени  плотности теплового потока q зависит от отношени  ДМ/uf и главным образом от точности гидростатического взвешивани , т.е. определени  ДМ Поэтому конструкци  устройства выполнена таким образом, чтобы обеспечивалось: полна  эвакуаци  образующегос  в поплавке пара и исключение процесса конден- сации пара в поправке, дл  чего боко

Claims (2)

1. Лор мула изобретения • 1. Способ определения плотности теплового потока по скрытой теплоте парообразования, заключающийся в измерении количества испарившейся жидкости при кипении ее на контрольной греющейся термочувствительной поверхности за фиксированный промежуток времени, по которому рассчитывают плотность теплового потока, отличающийся тем, что, с целью повыпения точности и сокращения времени измерения, жидкость нагревают до температуры кипения, помещая ее в сосуде в термостатированный объем с теплоносителем, температура которого выше температуры кипения жидкости на 5 - 25°C, осуществляют непрерывное гидростатическое взвешивание ю 6 сосуда с жидкостью, измеряют скорость его всплытия, по которому рассчитывают искомый параметр,
2. 2. Устройство для измерения плотности теплового потока, содержащее жидкостной термостат с отверстием в его крышке и размещенный в нем сосуд с термовакуумной изоляцией боковых поверхностей, термочувствительным основанием и пароотводной трубкой, отличающееся тем, что сосуд выполнен в виде поплавка цилиндрической формы с соотношением диамётров внутреннего сосуда и внешнего пароотводной трубки не менее 10 и снабжен изменяемым балластным грузом, а в крышке жидкостного термостата свободно установлен плавающий уровень отсчета со сквозным отверстием для пароотводной трубки, в котором жестко закреплена прозрачная втулка со шкалой отсчета уровня.