Ви є тут

Контактний тепломасообмін при конденсації пари з парогазової суміші на плівці рідини в умовах висхідної супутної течії

Автор: 
Назарова Ірина Олександрівна
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2006
Артикул:
0406U004011
129 грн
Додати в кошик

Вміст

ГЛАВА 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА И
ГИДРОДИНАМИКИ ПРИ ВОСХОДЯЩЕМ СПУТНОМ ТЕЧЕНИИ ГАЗА И ПЛЕНКИ ЖИДКОСТИ
Для выполнения экспериментальных исследований были спроектированы и созданы
две установки:
– установка для исследования процессов тепло- и массообмена при восходящем
спутном течении парогазовой смеси и пленки жидкости;
– установка для исследования гидродинамических характеристик восходящего
спутного течения газа и пленки жидкости.
2.1. Описание экспериментальных установок для исследования процессов
тепломассообмена и гидродинамических характеристик
Для проведения исследований процессов тепло- и массообмена при конденсации
водяных паров из парогазовой смеси в восходящем потоке с пленкой жидкости была
разработана и изготовлена экспериментальная установка №1, схема и общий вид
которой приведены на рис. 2.1, 2.2 соответственно. Основными составными частями
установки являются: система подачи и подготовки воздуха, парогенератор, система
подачи воды, экспериментальный участок и контрольно-измерительная система.
Воздух подавался в установку при помощи компрессора 18 через три параллельно
установленных ротаметра 16 типа РС-5 и РС-7. Регулирование расхода воздуха
производилось тремя вентилями 17. Для подогрева воздуха использовался
электронагреватель 19. Регулирование и контроль подводимой к электронагревателю
мощности осуществлялись соответственно с помощью регуляторов напряжения типа
РНО-250-10 и ваттметра 20 типа Д-50162.
Рис. 2.1 Схема экспериментальной установки №1:
1 – камера смешения воздуха и пара; 2 – камера подвода воды; 3 –пористая
вставка; 4 – рабочий канал; 5 – участок визуализации; 6 – камера сбора горячей
воды; 7 – сепаратор; 8, 9, 10, 11, 12, 13, 23 –термопары; 14, 16 – ротаметры;
15, 17 – вентили; 18 – компрессор; 19 –электронагреватель; 20, 22 – ваттметры;
21 – парогенератор; 24 – мерный цилиндр.
Рис. 2.2. Общий вид экспериментальной установки.
Подогретый в электронагревателе воздух подавался в камеру смешения 1, стенки
которой были теплоизолированы и имели охранный нагреватель. В предварительно
прогретую камеру смешения 1 поступал также водяной пар, который образовывался в
парогенераторе 21. С целью предотвращения уноса капельной влаги из
парогенератора, в его паровом объеме устанавливался сепаратор, выполненный в
виде дырчатого листа с отбойником. Расход пара регулировался изменением
напряжения, подаваемого на электронагреватели парогенератора. Изменение
напряжения производилось при помощи регулятора РНО-250-5. Мощность нагревателя
контролировалась ваттметром 22 типа Д-50162. В камере 1 происходило смешение
воздуха с водяным паром. Образованная парогазовая смесь поступала в рабочий
канал 4.
Холодная вода подавалась из водопроводной сети через вентиль 15 в камеру
подвода воды 2. Расход воды контролировался при помощи двух последовательно
установленных ротаметров 14 . Ввод жидкости в рабочий канал производился через
пористую вставку 3.
Вставка 3 представляла собой полированную тонкостенную втулку из
корозионностойкой стали высотой 20 мм, в которой по периметру было высверлено
200 отверстий диаметром 0,6 мм из расчета требуемой пористости 50%. Вставка
устанавливалась в камере 2 заподлицо с внутренней поверхностью канала при
помощи центрирующей обоймы.
Основным элементом стенда был рабочий канал 4, который представлял собой трубы
диаметром 17 мм различной длины (от 1404 мм до 200 мм) из нержавеющей стали
08Х18Н10Т. Особенностью рабочего канала является то, что он имел участок
визуализации потока через кварцевое стекло 5, внутренний диаметр которого
совпадал с диаметром рабочего канала, что предотвращало возмущение потока.
Вода, после прохождения рабочего канала, отделялась от воздуха при помощи
сепаратора 7 и под действием силы тяжести попадала в камеру сбора горячей воды
6, откуда отводилась. Расход воды на выходе из установки измерялся при помощи
мерного цилиндра 24.
Для исключения потерь теплоты в окружающую среду, экспериментальная установка
была теплоизолирована.
Температура воздуха перед компрессором измерялась сухим и мокрым термометрами.
Наблюдаемые характеристики парогазовой смеси на входе и выходе из рабочего
участка определялись при помощи термовлагодатчика, разработанного в НИИ
санитарной техники (г. Киев) [100]. Чувствительным элементом термовлагодатчика
являются термопары. Температура парогазовой смеси на входе в рабочий канал
измерялась сухой и мокрой хромель-копелевыми термопарами 10 и 11, на выходе –
сухой и мокрой термопарами 12 и 13. Измерение температуры воды на входе и
выходе из рабочего канала производилось при помощи термопар 8 и 9. Все
термопары имели индивидуальные «холодные» спаи, которые помещались в сосуд
Дюара с тающим льдом. При градуировке термопар вводились инструментальные
поправки по паспорту лабораторного термометра и поправки на выступающий столбик
ртути [101]. Градуировка термопар производилась в термостате СЖМЛ-19-2.5.
Показания термопар регистрировались цифровым прибором типа А565-002-01.
Корпус термовлагодатчика 1 (рис. 2.3) представляет собой керамическое кольцо. В
верхней части кольца сделаны две прорези для прохода газов. Сечение прорезей
равно свободному сечению керамического кольца и сечению кольцевого зазора между
корпусом датчика и колпачком 2. Колпачок изготовляется из стальной трубки. С
внутренней стороны донышка колпачка укладывается слой асбеста 4 и слой фольги
3.
Термопары вводятся в кольцо через специальные прорези. Колпачок крепится к
керамическому кольцу с термопарами. Парогазовая смесь проходит кольцо 1,
выходит через прорези и кольцевой з