«лэти» им. В. И. Ульянова (Ленина) (СПбгэту «лэти»)


Анализ экспериментальных данных



Pdf просмотр
страница18/23
Дата27.05.2018
Размер1.12 Mb.
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   23
3.3 Анализ экспериментальных данных
В ходе проведения эксперимента была получена зависимость изменения температуры пара на выходе пароперегревателя от времени экспозиции (см. рис. 3.7). С точки зрения подтверждения теоретических аспектов работы пароперегревателя данный график является очень важным.
Проведем анализ, первый участок это горизонтальная линия от нуля и до момента включения магнетронов. Она характеризует температуру пара, который создает парогенератор, так как все магнетроны отключены.
Характерная точка (1) для обеих зависимостей соответствует моменту, когда были включены первые два магнетрона. Во втором эксперименте это произошло раньше, что связано с повышением опыта и отработкой методики эксперимента после проведения первого эксперимента. На участках от (1) до
(2) и до (4) наблюдается бурный рост температуры, обусловленный конвективным теплообменом. Эти отрезки характеризуют нагрев пористой керамики внутри реактора, то есть в данные моменты времени температура пара равна температуре теплообменников, так как на первых секундах


53 градиент температуры небольшой, значит потери на теплопроводность и радиоактивное излучение малы, плюс внутри реактора остается очень мало пара. Мощность микроволнового излучения можно определить, если взять производную от температуры по времени, то есть по наклону экспериментальной характеристики в начальный момент времени бурного роста зависимости. Тогда для определения значения мощности найдем производную для анализируемого диапазона двух представленных зависимостей. Полученный результат дифференцирования представлен на рисунке 3.10.
Рисунок 3.10 — Производная от температуры о времени для анализируемой
Из полученной зависимости видно, что максимальные значения производных для двух экспериментов практически не отличаются и в среднем равны 15.1. Масса одной шайбы термотрансформатора, используемой в экспериментах, равна 20 грамм, а всего их шесть штук.
Тогда, используя табличные данные и уравнение, произведем расчет микроволновой мощности, которая поглощается пористой керамикой SiC:
 
3 0.9 10 0.02 6 15.1 1630.8
SiC
SiC
T
с
m
т
t
P
В











(3.1)


54 где
SiC
с
теплоемкость пористой керамики SiC,
SiC
m
– масса одной шайбы теплообменника. При работе двух магнетронов выходная мощность
«четверки» составляет 2 кВт (номинальная мощность каждого магнетрона равна 1 кВт). Тогда КПД разработанной системы составляет 82 %, что является хорошим результатом.
На температурах 420-450 ºC скорость нагрева начинает падать, зависимость начинает наклоняться. Исходя из теории, представленной в литературном обзоре, такое поведение связано с тем, что начинают проявляться такие механизмы потерь как теплопроводность и радиоактивное излучение. На начальных этапах преобладающим из них является теплопроводность, в связи с отсутствием, какого либо теплоотвода.
Характерным участком для обеих зависимостей является кратковременное резкое падение, после чего начинается рост температуры. Данный провал после (2) обусловлен включением магнетронов. Это происходит из-за того, что при их включении происходит большой скачек тока, следовательно, происходит падение напряжения в цепи уже работающих магнетронов в этот момент времени и выходная мощность уменьшается. Однако влияние данного эффекта кратковременное, после чего температура начинает расти.
Также на зависимостях имеются характерные колебания температуры в режиме насыщения. Данное явление объясняется работой насоса внутри внешнего парогенератора. И обратная ситуация наблюдается при прекращении работы насоса, выходной напор пара стабилизируется до своего нормального значения, количество пара внутри реактора становится больше, теплообмен между термотрансформаторами и паром происходит интенсивнее, что не дает им разогреться до более высоких температур, по сравнению с включенным насосом. Следовательно, температура падает.
В целом разработанная конструкция показала хорошие результаты.
Была достигнута температура в 800ºC. Добиться поставленной цели в 1000 ºC в рамках времени, отведенного для исследования и решения задач в данной выпускной работе, не удалось. При этом задачи достижения высокого


55 согласования в системе были решены успешно, следовательно, в дальнейшем основной задачей будет снижение или компенсация потерь на радиационное излучение. При этом такие негативные факторы, как потери на теплопроводность и локальный перегрев в ходе данной работы были успешно решены разработанной конструкцией, что было подтверждено при экспериментальных исследованиях.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   23


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница