LABOLATORIUM Z KRIOGENIKI I TECHNOLOGII
GAZOWNICTWA W ENERGETYCE
ĆWICZENIE NR 2
TEMAT: KRIOGENICZNE IZOLACJE CIEPLNE.
1. Cel ćwiczenia:
Ćwiczenie polegało na laboratoryjnym sprawdzeniu dostępnych na rynku izolacji termicznych. Mieliśmy w swoich zasobach: robówkę pierwszą - naczynie szklane o średnicy wewnętrznej 13,3 mm, probówkę drugą – naczynie Dewara (szklane naczynie składające się z warstwy zewnętrznej szklanej warstwy próżniowej i wewnętrznej warstwy szklanej) o średnicy wewnętrznej 16,4 mm, probówkę trzecią naczynie Dewara z dodatkową warstwą odbijającą promieniowanie o średnicy wewnętrznej 15,8 mm. Do każdego z naczyń wlewaliśmy ciekły azot na taką samą określoną wysokość płyn miał temperaturę bliską temperaturze wrzenia. Następnie obserwowaliśmy spadek masy naczynia z azotem w czasie. Znając mierzone parametry i ciepło parowania azotu jesteśmy w stanie powiedzieć jaką moc cieplną należało doprowadzić aby odparować określoną masę azotu. Uzależniając to ciepło od powierzchni wymiany ciepła przypadająca na każdą z probówek możemy określić skuteczność izolacji.
2. Schemat stanowiska:
3. Tabele pomiarowe:
a) próbówka bez izolacji:
b) naczynie Dewara bez izolacji antyradiacyjnej:
c) naczynie Dewara z izolacją antyradiacyjną:
4. Przykłady obliczeń (dla II próbówki):
PS=Qp*mt=1990*0,000590=0,011 [W]
PSŚrd=0,011135=0,67 [W/m]
gdzie:
Qp- ciepło parowania azotu (Qp=199kJkg);
m- masa odparowanego azotu [kg];
t- czas odparowania [s].
Zestawienie wyników końcowych dla wszystkich próbówek:
5. Wnioski:
Labolatorium miało nam pokazać podstawowe izolacje z jakimi będziemy mieć do czynienia. Izolacje te maja nam zapewnić bezpieczeństwo oraz jak najmniejszy dopływ ciepła do cieczy kriogenicznej. Przy liczeniu wartości odrzucaliśmy pierwsze pomiary ze względu na nie dostatecznie wychłodzone probówki, które powodowały znacznie szybsze odparowywanie gazu co wniosło by błąd w obliczeniach. Naczynie bez jakiejkolwiek izolacji właściwie robiło jako odniesienie porównawcze. Ciecz w nim bardzo szybko odparowała. Naczynie Dewara z próżnia miedzy ściankami dobrze chroni przed dopływem ciepła z otoczenia. Choć izolacja próżniowa wydaje się dostateczna to jednak dodatkowa izolacja przed promieniowaniem daje nam prawie dwukrotnie dłuższy czas przechowywania cieczy w naczyniu co jest doskonałym wynikiem. Wyniki przede wszystkim zależały od jakości próżni, temperatury wstępnej naczynia, oszronienia naczynia (lód to dodatkowa izolacja) oraz gradientu temperatury w naczyniu nad cieczą.
agro_3