Transfer de Căldură și Masă

Studiul experimental al transferului de caldura la fierbere

1. Scopul lucrarii

Scopul lucrarii este de a studia procesul de transfer de caldura la

fierberea convectiva, nucleica si în film pentru freonul R141b. Lucrarea

permite determinarea experimentala a fluxului termic unitar de suprafata si a

coeficientul de convectie la temperatura constanta. Se poate stabilii în

acelasi timp si variatia temperaturii cu presiunea la saturatie. De asemenea

se poate studia condensarea în film cu determinarea coeficientului global de

schimb de caldura la condensare.

2. Descrierea instalatiei experimentale

Instalatia experimentala si elemente componente ale acesteia sunt

prezentate în figura 1, iar schema de principiu a standului experimental în

figura 2.

Fig. 1. Schema instalatiei experimentale

Fig. 2. Schema de principiu a instalatiei experimentale

Un element de încalzire electrica, realizat dintr-un conductor de cupru,

este plasat orizontal într-o volum de lichid de R141b, aflat într-o camera

verticala cilindrica din sticla. Temperatura conductorului de cupru este

masurata printr-un termocuplu, valoarea acesteia fiind afisata cu ajutorul

unui indicator numeric de temperatura. Puterea electrica necesara încalzirii

conductorului electric este vizualizata prin intermediul unui wattmetru

numeric (max. 600 W). Daca temperatura conductorului din cupru depaseste

o anumita valoare prestabilita (160 °C), o protectie incorporata în

indicatorul de temperatura opreste alimentarea cu energie electrica.

La extremitatea superioara a camerei din sticla se gaseste condensatorul,

realizat sub forma unei tevi solenoidale (nickelate) din cupru, prin care

circula apa de racire. Se realizeaza astfel condensarea vaporilor produsi prin

fierberea lichidului aflata la partea inferioara a camerei de sticla, lichidul

format fiind returnat pentru re-evaporare. O supapa de siguranta este

montata la condensator pentru evacuarea vaporilor în cazul unei presiuni

mai mari de 240 kN/m2 (2,4 bar).

Pentru masurarea debitului de apa la condensator este utilizat un aparat

de tip rotametru cu domeniul de masura de 0 ÷ 12 g/s. Temperaturile apei la

intrarea si iesirea din condensator sunt masurate prin intermediul a doua

termometre din sticla cu coloana de mercur (0 ÷ 50 °C).

Doua termometre din sticla cu mercur (-10 ÷ +100 °C) sunt utilizate de

asemenea pentru determinarea temperaturilor celor doua faze (lichid si

vapori) existente în vasul de sticla.

Masurarea presiunii freonului din condensator este realizata cu ajutorul

unui manometru (-100 ÷ 250 kN/m2).