Спосіб визначення щільності центрів пароутворення при кипінні рідини на зовнішніх поверхнях нагрівання

Спосіб визначення щільності центрів пароутворення при кипінні рідини на зовнішніх поверх 3 роутворення при кипінні води та водних розчинів, які завжди містять у своєму складі нерозчинні солі, які і відкладаються на поверхнях кип'ятильників. Поставлена задача досягалася тим, що визначення щільності центрів пароутворення здійснюється шляхом підрахунку добре помітних округлих плям на ретельно відполірованій поверхні нагрівача (Фіг.1). Перед встановленням в експериментальну посудину нагріваючий елемент ретельно промивається після кожного досліду. Сліди активної роботи бульбашок видаляються пастою ГОЇ, розчиненою в гасі. Поверхня нагріву полірується до дзеркального блиску і неозброєним оком на ній не виявлено нерівностей. Чистота обробки поверхні відповідала Ra=0,08мкм, що експериментально визначалося за допомогою профілографапрофілометра - М201. Зроблено мікрофотографії на інструментальному мікроскопі МИМ-8. Як матеріал поверхні нагріву може бути використана мідь, нержавіюча сталь, титан, срібло та інші матеріали, що добре поліруються Підрахунки здійснюються після кожного досліду, що проводяться при незмінних параметрах (q, p, температурі). Для співставлення результатів використовується декілька шаблонів, що мають отвір, розмірами 25x20мм, який дозволяє підрахувати кількість центрів пароутворення в одних і тих же місцях поверхні нагріву для всіх дослідів. Тривалість досліду залежить від можливості надійного підрахунку (візуального або фото) кількості плям на одиниці поверхні (на 1см2). Плями завжди утворюються навколо центра пароутворення і складаються з кристалів тих солей, що є в киплячих рідинах. Для росту кристалів необхідні дві умови: наявність центрів кристаліза 42594 4 ції та достатня степінь перенасичення розчину. Кристали зароджуються на поверхні нагріву в центрах пароутворення на границі трьох фаз (стінка - рідина, в якій є солі, - парова бульбашка). При кипінні біля ніжки бульбашки в період його росту на поверхні нагріву на межі пара - рідина, утворюється область підвищеної концентрації, солевміст в якій перевищує межу розчинності, внаслідок чого в центрі пароутворення відкладається кільце або пляма накипу. Серед солей, що є в водопровідній, морській, річній та артезіанській водах, слід виділити сульфат кальцію. Ця сіль відома як накипоутворювач, розчинність якої падає з ростом температури, що зменшує можливість зникнення відкладень накипу. Ці відкладення не змиваються водою, що подається під напором, а часткове очищення полірованої поверхні досягалось протиркою мягкою ганчіркою, змоченою в спирті або в дихлорметані. Повне відновлення поверхні досягалося лише з використанням дрібноабразивних паст. Запропонована методика визначення щільності центрів пароутворення придатна для підрахунку повного числа центрів пароутворення, що діяли на протязі всього проміжку часу від початку до кінця досліду. Якщо ж внесок в пароутворення якогонебудь центру незначний, тобто центр діяв короткочасно, то він не залишає плями накипу на поверхні нагріву, і тому не буде врахований при визначенні щільності центрів пароутворення. Фотографія експериментальної поверхні нагріву зі слідами центрів пароутворення: a) q=105 кВт/м2, р=0,11 МПа; б) q=130 кВт/м2, р=0,1 МПа; в) q=230 кВт/м2, р=0,4 МПа; г) q=80 кВт/м2, р=0,33 МПа. *1,5 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 42594 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601