3.1.2. Порядок проведения эксперимента
1. Ознакомиться с исследуемым прибором, зарисовать его системы выводов и охлаждения, записать основные справочные данные.
2. Ознакомиться с испытательным стендом, приборами для контроля теплового режима.
3. Установить исследуемый прибор на испытательный стенд и подключить его к схеме (производится с помощью обслуживающего персонала).
4.
Установить по ротаметру паспортный
расход воды на анод. Если паспортный
расход воды задан для температуры t1,
а измеренная температура равна t2,
то необходимо ввести расчетную поправку,
определяемую из условия равенства
конвективных составляющих отводимого
теплового потока
для измеренной и паспортной температур
воды:
, (3.1)
где
– конвективный коэффициент теплоотдачи;
– теплопроводность воды;
–
эквивалентный гидравлический диаметр
канала, равный удвоенной ширине зазора;
– критерий Нуссельта;
– критерий Рейнольдса;
– критерий Прандтля;
–
скорость воды в канале;
–
расход воды;
–
проходное сечение канала.
Вначале
вычисляется
при
,
затем методом последовательных
приближений подбирается такой расход
воды для
,
чтобы выполнялось соотношение (3.1).
5.
Включить источники питания и установить
расчетный (паспортный) режим работы
прибора (
).
6. Измерить температуру воды на входе в прибор.
7. Плавно увеличивая мощность рассеяния на аноде, зафиксировать момент наступления предкризисного состояния по колебаниям стрелок манометров.
8. Установить исходный режим по мощности рассеяния и расходу воды.
9. Плавно уменьшая расход воды, зафиксировать момент наступления предкризисного состояния по колебаниям стрелок манометров.
10.
Повторить пп. 4–9 для других значений
и
.
11. Измерить перепад давлений на баке для четырех значений расхода воды.
12. Снять напряжения на электродах и выключить источники питания. Через 2–3 мин выключить охлаждение прибора.
3.1.3. Содержание отчета
Название и цель работы.
Система выводов и система охлаждения исследуемого прибора и его основные справочные данные.
Схема установки с краткими пояснениями.
4. Описание методики экспериментального обследования.
5.
Таблица экспериментальных данных.
Графики зависимостей
.
Таблица Pкр.
6. Расчет поправки для измеренной температуры воды.
7. Выводы о проделанной работе.
3.1.4. Контрольные вопросы и задания
1. Что такое поверхностное кипение?
2. Почему происходит скачкообразное изменение температуры анода при увеличении мощности рассеяния?
3. Что такое критическая тепловая нагрузка?
4. Как измеряется в работе температура воды и перепад давления воды в баке?
11.Испарительное охлаждение
Испарительный способ охлаждения имеет некоторые преимущества по сравнению с водяным, хотя и уступает ему по величине удельных тепловых потоков.
Так, например, при испарительном способе максимальное допустимое превышение температуры воды значительно больше, чем при водяном, кроме того не требуются насосы для циркуляции воды.
3.2.1. Описание экспериментальной установки
Реализация испарительного охлаждения анода может производиться различными способами, наиболее эффективный из которых показан на рис. 3.4. В этой схеме лампа 1 расположена анодом вверх в баке 2, заполненном водой. Уровень воды в баке устанавливается выше верхней кромки поверхности анода. На поверхности анода вода превращается в пар, который поднимается на поверхность воды и направляется по трубе 3 к конденсатору в виде змеевика с проточной водой 4. Сконденсированный пар в виде капель возвращается в бак по трубе 5 под действием силы тяжести.
Система оборудуется прибором 8 для измерения температуры с термопарой 6 и разделительным трансформатором 7.
Основной недостаток схемы: трудоемкие операции по установке и снятию лампы.
По
сравнению с принудительным водяным
охлаждением испарительное охлаждение
имеет меньшую критическую нагрузку
(для гладкостенного анода
Вт/см2).
Для затягивания кризиса теплообмена
применяют массивные ребра, призванные
стабилизировать процесс кипения.
Рис. 3.4
Для определения коэффициента запаса надежности по отношению к критической нагрузке анод подвергают перегрузке до появления явных признаков наступления кризиса: увеличение обратного тока первой сетки, быстрый рост температуры.
При проведении эксперимента используется схема, обеспечивающая статический режим работы прибора.