Способ определения интенсивности теплообмена при пузырьковом кипении жидкости и устройство для его осуществления (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК F28D15/04 F28D5/00 

к нему, датчик деформации, при этом по крайней мере одна из частиц капиллярно-пористой структуры выполнена полой и датчик деформации закреплен на еевнутренней стенке,

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к способам и устройствам для исследования кипения жидкостей в капиллярно-пористых структурах .

Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени определения интенсивности теплообмена в начале кипения, а также достижение этих показателей, при выполнении капиллярно-пористой структуры в виде свободно насыпанных частиц.

На фиг.1 схематически изображено устройство для определеиия интенсивности теплообмена при пузырьковом кипении жидкости и фиксированием начала кипения по смещению элемента капиллярно-пористой структуры, первый вариант; на фиг.2 - то же, по деформации одной из частиц капиллярно-пористой структуры, второй вариантJ на фиг, 3 - полая частица капиллярно-пористой структуры с размещенным внутри нее датчиком деформации в виде упругой нити.

Устройство по первому варианту (4иг,1) содержит поверхность 1 наг рева с размещенными на ней капиллярно-пористой структурой 2 и датчиком 3 для измерения температзфы и теплового потока, подключенным к регистрирующему прибору 4, Над капиллярно-пористой структурой 2 расположен консольно закрепленный упругий стержень 5 и к нему одним концом прикреплен второй стержень 6 соединенный вторым концом с элементом 7 капиллярно-пористой структуры 2, На упругом стержне 5 установлены датчик 8 деформации (например, тензорезистор), подключенный к измерительному прибору 9, и противовес 10, имеющий возможность перемещаться вдоль стерж5. Устройство по п.4, отличающееся- тем, что датчик деформации вьтолнен в виде упругой нити из пьезоэлектрического ма- трриала.

ня 5. Над поверхностью 1 нагрева размещен слой жидкости 11,

Устройство по второму варианту (фиг.2) содержит поверхность 1 нагрева с капиллярно-пористой структурой 2 в виде свободно .насыпанных частиц и датчиком 3 для измерения температуры и теплового потока, подключенным к прибору 4. Частида 12 капиллярно-пористой структуры 2 вьшолнена полой (фиг.З) и внутри нее прикреплен к ее стенкам датчик деформации в виде упругой нити 13 из пьезоэлектрического материала, подключенный к измерительному прибору 14. Частицы капиллярно-пористой структуры 2 могут иметь размер порядка нескольких миллиметров, а толщина слоя этой структуры

может достигать, например, 20 мм. Способ осуществляют при помощи устройства по первому варианту еле- дующим образом.

К поверхности 1 нагрева подводят

тепловой поток и постепенно увеличивают его, измеряя с помощью датчика 3. В начале кипения, при появлении в окрестностях элемента капиллярно-пористой структуры парового пузыря, этот элемент смещается, что вызывает резкий изгиб упругого стержня 5, фиксируемый прибором 9 как скачкообразное возрастание измеряемого этим прибором смещения

элемента. По величине температуры поверхности 1 нагрева и плотности теплового потока в момент скачкообразного возрастания указанного смещения судят об интенсивности тепло-

обмена на поверхности 1 нагрева, содержащей покрытие в виде слоя ка- : пиллярно-пористой структуры 2, При помощи устройства по второму варианту (фиг.2, фи1.3) способ осуществляют аналогично, с той лишь разницей.

что начало кипения фиксируют по рез- кой деформации полой частицы 12, вызываемой ростом парового пузыря и измеряемой прибором 14.

Фиксирование факта возникновения паровой фазы в жидкости, заполняющей капиллярно-пористую структуру, путем измерения смещения или деформации |частиц этой структуры, для некоторых

2066014

;видов капиллярно-пористых структур . например, в виде свободно насыпан- 1НЫХ относительно крупных частиц) технически проще известных методов 5 определения наличия паровой или жидкой фазы в капиллярно-пористой структуре путем измереКия ее электрических параметров (например, омического сопротивления или электрической ем- 10 кости).

1. Способ определения интенсивности теплообмена при пузырьковом кипении жидкости в капиллярно-пористой структуре, размещенной на поверхности нагрева, путем измерения плотности теплового потока на поверхности нагрева и ее температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени определения интенсивности теплообмена в начале кипения, дополнительно измеряют деформацию или смещение по крайней мере одного элемента капиллярно- пористой структуры и в момент скачкообразного возрастания этих величин судят об интенсивности теплообмена в начале кипения. 2, Устройство для определения интенсивности теплообмена при пузырьковом кипен 1и жидкости, содержащее капиллярно-пористую .структуру, размещенную на поверхности нагрева, и систему измерения плотности теплового потока и температуры на указанной поверхности, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени определения интенсивности теплообмена в начале кипения, оно дополнительно содержит расположенный над капиллярно-пористой структурой консольно закрепленный упругий стержень и второй стержень, соединенный одним концом с первым стержнем, а вторым концом - с одним из элементов капиллярно-порис- той структуры, а также противовес, установленный на первом стержне с возможностью перемещения, измерительный прибор и датчик деформации, закрепленный на этом стержне и подключенный к измерительному прибору. 3.Устройство по п.2, отличающееся тем, что, второй стержень выполнен полым, 4.Устройство для определения интенсивности теплообмена при пузырьковом кипении жидкости, содержащее капиллярно-пористую структуру, размещенную на поверхности нагрева, и систему измерения плотности теплового потока и температуры на указанной поверхности, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и сокращения времени определения и нтенсивности в начале кипения при выполнении капиллярно-пористой структуры в виде свободно насыпанных частиц, устройство дополнительно содержит измерительный прибор и подключенный г b

Фиг.

Фиг.

Редактор О.Бугир

Составитель А. Лобанов

Техред О.Ващишина Корректор М.Максимишинец

Заказ 8694/41 ,, Тираж 590Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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