5.2 Опис експериментальної установки

Досліджуваний термосифон жорстко закріплюється на штативі.

Система підведення теплоти представляє собою багатосекційний ніхромовий нагрівач Н1-Н3, що дозволяє змінювати довжину зони нагріву (див. рис. 5.1). Нагрівач намотаний безпосередньо на корпусі ТС. При цьому останній у місці намотки вкритий шаром спеціальної термостійкої електроізоляції. Живлення нагрівача організовано від мережі змінного струму 220 В через ЛАТР1, за допомогою якого регулюється його потужність. Вимірювання потужності нагрівача проводиться за допомогою ватметра Вт.

ТС – термосифон; БН – напірний бак; В – витратомір; К – конденсатор;

Н1-Н3 – електронагрівач; Вт – ватметр; ЛАТР1 – лабораторний автотрансформатор;

АЦП – аналого-цифровий перетворювач; ПК – персональний комп’ютер;

Т – мідь-константанові термопари; Вн – вентиль регулюючий

Рисунок 5.1 – Схема експериментальної установки для дослідження інтенсивності тепловіддачі в зоні нагріву мініатюрних теплових труб та термосифонів

Відведення теплоти від зони конденсації здійснюється в конденсаторі К до охолоджуючої води при умовах вимушеної конвекції. Остання забезпечується течією води із напірного бака БН під дією масових сил. Між напірним баком та конденсатором встановлено вентиль Вн та витратомір В для регулювання та вимірювання витрати охолоджуючої рідини відповідно. Температура охолоджуючої води на вході та виході із конденсатора контролюється за допомогою мідь-константанових термопар, встановлених у його вхідному та вихідному патрубках. За їх показами, а також за показами витратоміра розраховується потужність, що відводилась теплової трубою.

Температурне поле досліджуваного ТС контролюється мідь-константановими термопарами Т, встановленими на його корпусі. Сигнали всіх термопар передаються на персональній комп’ютер ПК через аналого-цифровий перетворювач АЦП із вбудованим компенсатором нульового спаю термопар типу ICP CON I-7018Z. На ПК встановлено спеціальне програмне забезпечення, що дозволяє спостерігати за змінами показів термопар в реальному часі, а також проводити їх запис в табличному вигляді.

Для зменшення тепловтрат в навколишнє середовище всі зони ТС вкриті шаром теплоізоляції із базальтового волокна.

5.3 Характеристики досліджуваного термосифону

Всі необхідні характеристики термосифону представлені в таблиці на експериментальному стенді.

5.4 Порядок виконання роботи

1. Перевіряються всі з’єднання системи охолодження на герметичність

2. Перевіряється правильність збірки системи підведення теплоти

3. Відкривається подача води до напірного бака із системи водопостачання, вмикаються всі системи, запускається програмне забезпечення на ПК, починається запис показів термопар.

4. Встановлюється фіксована витрата охолоджуючої рідини.

5. На нагрівач НЕ1-НЕ3 подається певна мінімальна потужність. Значення поданої потужності, а також поточний час, фіксується у таблиці (див. табл. 5.1).

6. Після досягнення стаціонарного режиму (незмінності температури охолоджуючої рідини на виході із конденсатора), досліджуваний ТС витримується протягом двох-трьох хвилин. У таблиці фіксується початок та кінець стаціонарного режиму.

7. Підведена до нагрівача потужність збільшується з певним фіксованим кроком.

8. Пп. 6-7 повторюються до тих пір, поки в зоні нагріву ТС не почнуться кризові явища, про настання яких свідчить різке зростання показів термопар, розташованих в цій зоні.

9. Після настання кризи підведена потужність зменшується до нуля, і досліджуваний ТС охолоджується.

10. При завершенні дослідів припиняється запис показів термопар та робота програмного забезпечення на ПК, вимикаються всі системи, перекривається доступ води від напірного бака до конденсатора та від системи водопостачання до напірного бака.

Таблиця 5.1 – Дослідні дані

Потужність, що підводиться, Вт	Початок стаціонарного режиму	Кінець стаціонарного режиму	Примітки