Koncepcja stanowiska do pomiarów współczynników wymiany masy/ciepła w mini-wymiennikach

Abstract

W artykule zaprezentowano wstępną koncepcję stanowiska eksperymentalnego do badań wymiany masy/ciepła w elementach mini-wymienników ciepła. Proponowana metoda badawcza bazuje na technice elektrolitycznej, w której do wyznaczenia współczynników wymiany masy wykorzystuje się zależności opisujące zjawiska elektrolizy. Pomiary powstałych prądów granicznych, powierzchni katody, przy której następuje wymiana roboczych jonów, oraz stężenia jonów w elektrolicie, dają możliwość określenia intensywności wymiany masy. Otrzymane wielkości, wykorzystując analogię pomiędzy procesami przenoszenia masy i ciepła, przelicza się na współczynniki wymiany ciepła. Proponowana metoda może być również wykorzystywana w mini-skali. Wiąże się to jednak z dodatkowymi warunkami, które muszą być spełnione, aby zminimalizować błędy wynikające ze skali procesu, a związane m.in. z chropowatością powierzchni elektrod, zmianą stężenia na długości katody, czy też grubością średniej warstwy dyfuzyjnej. Zaprojektowane stanowisko będzie umożliwiało badania nad intensywnością wymiany masy/ciepła w mini-wymienniku ciepła z kanałami o przekroju prostokątnym.

Wpływ koncentracji nanocząstek γ-Al2O3 na właściwości termofizyczne elektrolitu na bazie NaOH

“…Metoda ta ma przewagę nad innymi metodami stosowanymi do wyznaczania współczynników wymiany ciepła, gdyż niweluje ona błędy powstałe w wyniku montażu czujników temperatury jakimi najczęściej są termopary. Podstawą tej metody jest pomiar wartości prądów granicznych (prądów platou) powstających w procesach elektrolizy przebiegających w układzie z elektrolitem, gdzie powierzchnie katod stanowią elementy modelujące powierzchnię wymiany ciepła w zjawisku rzeczywistym [2]. Współczynnik wymiany masy h D wyznacza się na podstawie pomiaru natężenia prądu granicznego, ze wzoru:…”

“…gdzie: I p -natężenie prądu granicznego, n -elektronowość reakcji elektrodowej, F -stała Faradaya, A -powierzchnia katody, C b -stężenie roboczych jonów w elektrolicie [2].…”