Результати вимірювань часової залежності

температури теплоакумулюючої рідини

VП = ____ мл			Та =____ 0С
t, хв.	, 0С
	V1 = ____ мл	V2 = ____ мл		V3 = ____ мл
0	80	80		80
1
2
...

Таблиця 4.2

Результати розрахунку питомої та повної запасеної енергії

водяного теплового акумулятора

, 0С	Т= -Та , К	qAK, кДж/кг	QAK, кДж
			V1 = ___ м3	V2 = ___ м3	V3 = ___ м3
80
75
...
Та

Контрольні питання

1. Які застосування теплових акумуляторів вам відомі?

2. Які існують типи теплових акумуляторів?

3. Поясніть принцип роботи теплового акумулятора змінної температури.

4. Якими основними параметрами характеризується тепловий акумулятор змінної температури?

5. Які способи підвищення тривалості зберігання теплоти застосовуються для теплових акумуляторів?

6. На прикладі теплового акумулятора, що має форму кулі, покажіть, як впливає розмір акумулятора на тривалість зберігання теплоти.

Лабораторна робота №5

Дослідження теплових акумуляторів постійної температури

Мета роботи: Визначити основні параметри теплових акумуляторів постійної температури

Прилади і матеріали: плитка електрична побутова; термопара; аналітичні ваги; тиглі; робочі речовини (олово; індій; вісмут); мілівольтметр типу Ф136; ваги типу ВЛР; рідинний термометр

Короткі теоретичні відомості

На відміну від теплових акумуляторів змінної температури, в акумуляторах постійної температури теплота, що підводиться, витрачується на здійснення фазового переходу, найчастіше, плавлення. В таких акумуляторах під час зарядки теплота витрачається на здійснення фазового переходу робочої речовини, а під час розрядки в результаті відбирання теплоти відбувається кристалізація цієї речовини. У цьому випадку питома запасена енергія теплового акумулятора визначається прихованою теплотою фазового переходу (плавлення) L, кДж/кг:

.

(5.1)

Теплові акумулятори постійної температури мають дві основні переваги над акумуляторами змінної температури. По-перше, вони характеризуються більшими значеннями питомої запасеної енергії. По-друге, робоча температура акумулятора є майже сталою, що спрощує процес підтримання бажаної температури теплоносія під час експлуатації. Однак сталість робочої температури акумулятора одночасно є й недоліком, оскільки для кожної температури, що задається, необхідно використовувати нову робочу речовину.

Зазвичай теплоту фазового переходу відносять до одного моля речовини, і у такому разі рівняння (5.1) записується у вигляді:

,

(5.2)

де L_ - теплота фазового переходу, кДж/моль;  - молярна маса теплоакумулюючої речовини, кг/моль.

Повна запасена теплова енергія у тепловому акумуляторі постійної температури може бути визначена, враховуючи (5.1) та (5.2), за наступним рівнянням:

,

(5.3)

де m та  - відповідно маса та кількість молей акумулюючої речовини.

На рис. 5.1 зображено схему лабораторної установки для дослідження теплового акумулятора постійної температури.

Рис. 5.1. Схема лабораторної установки для дослідження теплового акумулятора постійної температури:

1 – нагрівальний елемент плитки електричної; 2 – тигель з акумулюючою речовиною; 3 – термопара типу ХА; 4 – чохол термопари;

5 - мілівольтметр

При виконанні вимірювань температури за допомогою термопари, як це передбачено при виконанні цієї лабораторної роботи, слід пам’ятати, що термо-е.р.с., яку фіксує мілівольтметр 5 (див. рис. 4.1), обумовлена різницею температур холодного та гарячого спаїв Т. Тобто для визначення температури теплоакумулюючої речовини необхідно до температури, яку ми визначаємо з показань мілівольтметра за допомогою градуювальної кривої (або таблиці), додати температуру оточуючого середовища Т_К (у даному випадку холодний спай термопари знаходиться при кімнатній температурі):

.

(5.4)

Порядок виконання роботи

1. Отримати у викладача навіски металів, що будуть використовуватись у якості теплоакумулюючих речовин, та шляхом зважування на аналітичних вагах визначити їх масу. Результати зважування записати у табл. 5.1.

Таблиця 5.1