На передней панели экспериментальной установки (рис. 4) находятся измеритель температуры (2) типа УКТ38, к которому подключены три хромель-копелевые термопары (11), (12) и (13), тумблер электропитания установки (1), разъёмы V (3) для подключения цифрового переносного мультиметра типа MY67 (5), предназначенного для измерения напряжения. Передняя панель также снабжена смотровым окном для наблюдения за процессом кипения.
Исследуемая поверхность теплообмена (10) – медная тонкостенная трубка (d = 15 мм, L = 50 мм). Внутри опытной трубки находится нагревательный элемент, соединенный с лабораторным автотрансформатором (7). Изменение теплового потока на поверхности трубки осуществляется поворотом рукоятки лабораторного автотрансформатора.
Электрическая мощность нагревательного элемента, а значит, и тепловой поток, выделяемый внутри трубки и отводимый от её поверхности к воде, определяется по значению напряжения и силы тока. Величина электрического тока рассчитывается путем измерения падения напряжения на образцовом сопротивлении R0, включенном в цепь последовательно с нагревательным элементом. Для переключения мультиметра на измерение падения напряжения на образцовом сопротивлении (U0) и напряжения на нагревателе опытной трубки (Uн) служит тумблер (4).
Температура поверхности медной трубки измеряется в двух точках хромель-копелевыми термопарами (12) и (13). Для измерения температуры воды в ёмкости (8) вблизи поверхности трубки размещена термопара (11). Термопары подключены к измерительному прибору УТК38 в следующей последовательности:
1 канал – термопара (11);
2 канал – термопара (12);
3 канал – термопара (13).
Медная трубка (10) находится в стеклянной ёмкости (8), помещенной в электрический водоподогреватель (9). Ёмкость (8) закрыта крышкой, на которой смонтирован конденсатор (14), предназначенный для конденсации выделяющегося пара.
Водоподогреватель (9) предназначен для предварительного подогрева воды до температуры 60÷70 0С. Мощность дополнительного электронагревателя изменяется регулятором (6).
Меры безопасности
1. Перед включением установки инженер (лаборант) проверяет уровень воды в водоподогревателе и в стеклянной ёмкости.
2. Включение стенда производится ИНЖЕНЕРОМ ИЛИ ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ, ведущим занятие.
3. Температура воды в установке должна быть на 2÷3 0С ниже температуры кипения (насыщения).
4. Категорически запрещается снимать верхнюю крышку установки и вынимать боковое защитное стекло во избежание касания токопроводящих элементов.
5. Все действия с лабораторным автотрансформатором производить под наблюдением инженера или преподавателя.