自然水循环演示实验.doc

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1、实验一自然水循环演示实验一、实验目的通过自然水循环演示实验的观察，掌握自然循环锅炉的循环回路产生自由水面、循环停滞和倒流的一般原理。二、实验原理自然循环锅炉中，水冷壁管水受热逐渐产生蒸汽，而下降管中是水。汽水混合物的密度比水的密度小，两者密度差产生了推动力，迫使工质在水升管中向上流动，在下降管中向下流动，从而产生了水的循环。当上升管受热增强时，其中产生的蒸汽量多，运动压头增加，使循环流量增大，故循环流速加快；反之，上升管受热弱时，循环流量减少，循环流速也减慢。当受热弱的上升管循环流速w0趋近于零时，则产生循环停滞。而对于垂直引入汽包汽空间的上升管，在产生循环停滞时，将出

2、现自由水面；而对于水平引入汽包汽空间的上升管，有时在水平段会出现汽水分层现象。当受热弱的上升管循环流速等于负值时，对于引入汽包水容积的上升管，将发生流向颠倒，使上升管变为下降管，称为循环倒流。因此，只要在自然水循环示范实验装置中，改变某些上升管的吸热量，就可以观察到上述自然水循环故障的一些现象。三、实验装置自然水循环演示实验装置如图5-1所示。图中№1上升管以+30°引入汽包汽空间；№3、№4上升管从水平方向引入汽包汽空间；№2、№5、№6、№7上升管以-30°引入汽包水容积。№1、№2、№3上升管包括与此相对称的三根上升管，共六根。每根上升管的加热装置（电热丝）均装置

3、自耦变压器（变压器的容量为1KVA），用来调节上升管的吸热量。而№4、№5、№6、№7上升管（包括与此相对称的四根上升管，共八根）的电热丝不装置自耦变压器。各上升管的接线图如图5-2所示。四、实验步骤（一）预热阶段接通每根上升管的电路，电流升至2A左右，使管内冷水预热，直至沸腾为止。（二）观察阶段（1）在每根上升管内，均可出现弹状流动；（2）在№1、№3、№4上升管中（这些管均引入汽包汽空间），可以观察到自由水面的现象；（3）在№3、№4水平引入汽包汽空间的上升管中，有时还可以在水平段观察到汽水分层现象。（三）循环停滞倒流的操作步骤调节自耦变压器，使№1、№2、№3上升

4、管组的电流升至3～3.5A。待上升管内汽泡上升速度剧烈增加后，立即减小№2上升管的电流，此时在№2上升管中会立即出现循环停滞现象。继续减小№2上升管的电流至零，由于№2上升管不受热，№2上升管中的水将产生倒流，即上升管变为下降管。（四）下降管汽化如果汽包内水位较低，则可以下降管与汽包连接处，观察到下降管的汽化现象，或称为抽空现象。五、操作注意事项（1）在加热之后，如果发现缺水，千万不可再加冷水，否则易使玻璃制品的水循环示范实验装置损坏。（2）汽包水位不宜太高，否则难以观察到下降管汽化现象。