Лабораторный стенд для исследования изохорного процесса воды и водяного пара Советский патент 1991 года по МПК G09B23/16 

Г

(21)4760442/12 (22)21.11.89 (46)30.11.91. Бюл. №44

(71)Брянский технологический институт

(72)А.Д.Чумаченко (53)621.036(088.8)

(56) Зуборев В. И. и др.Практикум по технической термодинамике. М.; Энергия, 1986, с.162, рис.5.11.

(54) ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗОХОРНОГО ПРОЦЕССА ВОДЫ И ВОДЯНОГО ПАРА

(57) Изобретение относится к лабораторной технике и может быть использовано при постановке лабораторного практикума по термодинамике и физике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Лабораторный стенд содержит изолированный сосуд с нагревателем и приборами для измерения температуры и давления, паровое пространство и жидкостное пространство этого сосуда соединены через вентили с герметичной емкостью, снабженной приборами для измерения давления и температуры. При этом емкость связана с гидравлическим затвором. 1 ил.

Изобретение относится к лабораторной технике и может быть использовано для постановки лабораторного практикума по термодинамике.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже показана принципиальная схема лабораторного стенда, .

Стенд содержит термоизолированный сосуд 1 (тепловая изоляция не показана)с приборами для измерения температуры и давления (не показаны), заполненный частично водой 2, снабженный нагревателем 3, герметичные емкости (одно или более) 4, 5, 6 с приборами для измерения давления, например дифманометрами 7, 8, 9, и температуры, например термопарами 10. Паровое пространство и жидкостное пространство сосуда 1 через трубопроводы с вентилями 11, 12, 13, 14 и 15 соединены с емкостями 4, 5 6, которые трубопроводами с вентилями 16, 17, 18 соединены с гидрозатвором 19.

Сосуд 1 имеет патрубок с вентилем 20 для подачи воды.

Стенд работает следующим образом.

С помощью нагревателя 3 воду 2 в сосуде 1.нагревают до состояния кипения при атмосферном давлении, причем вентили 11 и 12 закрыты, а вентиль 20 открыт. Затем вентиль 12 открывают (вентили 13, 14, 15, 16, 17, 18 при этом открыты), и образующийся пар поступает з емкости 4, 5, 6, Вентиль 20 закрывают.. Продувку емкостей 4, 5, 6 паром производят до тех пор. пока через гидрозатвор 19 не перестанет выходить в виде пузырей воздух. Когда весь воздух будет вытеснен из емкостей 4, 5, 6, открывают вентиль 20 (чтобы давлениев системе не повышалось), а вентили 16, 17, 18 закрывают, закрывают вентиль 12 и открывают вентиль 11, перепуская часть жидкости из сосуда 1 в емкости 4, 5, 6 (примерно до 0,5 их объема, причем для удобства контроля этого на соЁ

О О

ел со о о

суде 1 может быть установлено мерное стекло).

Далее закрывают все вентили и начинают наблюдения за показаниями приборов на сосуде 1 и емкостях 4, 5, 6, измеряющих давление и температуру, В сосуде 1 за счет подогрева нагревателем 3 будет происходить парообразование при повышении давления выше атмосферного, а в емкостях 4, 5, 6 за счет остывания их будет происходит конденсация при понижении давления ниже атмосферного, и зависимость между температурой и давлением в этом случае устанавливается по показаниям термопар 10 и дифманометров 7, 8, 9. Таким образом, на этом лабораторном стенде можно одновременно производить исследование изо- хорного процесса при давлениях выше атмосферного и давлениях ниже атмосферного.

Необходимо отметить, что, так как сосуд 1 работает под давлением, он обязательно должен иметь предохранительный клапан. Однако и при этом он будет представлять определенную опасность для студентов или учащихся. Чтобы ее полностью исключить, можно ограничиться исследованием изо- хорного процесса только на давления ниже

ю

/

11

атмосферного. В этом случае после заполнения на 0,5 объема емкостей 4, 5, 6 кипящей водой все вентили должны быть закрыты, кроме вентиля 20, и нагреватель 3 выключают. Наблюдения ведут за показаниями дифманометров и термопар на этих емкостях. Для того, чтобы после окончания эксперимента воду возвратить в сосуд 1, он должен быть размещен несколько ниже емкостей 4, 5, 6.

Наличие трех емкостей определяется тем, что одновременно на стенде будут работать три рабочие группы студентов.

Формула изобретения Лабораторный стенд для исследования изохорного процесса воды и водяного пара, содержащий теплоизолированный сосуд с нагревателем и приборами для измерения температуры и давления, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он имеет герметичную емкость, снабженную приборами для измерения давления и температуры и связанный с емкостью гидравлический затвор, при этом паровое пространство и жидкостное пространство сосуда через вентили соединены с емкостью.

/

20

н