ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ОТЛИЧИЙ КОНВЕКЦИИ В СУХОМ И ВЛАЖНОМ ВОЗДУХЕ
Автор: Сергей Андреевич Сомов
Соавторы: Иванов А.С.
Организация: ИМСС УрО РАН
Как известно при сравнении сухого и влажного воздуха, а также при различных вычислениях применяют одинаковые числа Рэлея так как они оказываются близки. Однако, если принять в расчёт испарение воды в одной области пространства и конденсацию водяного пара в другой части, то это в значительной мере изменять конвективные течения. При этом экспериментальных данных, описывающих отличие конвективных течений в сухом воздухе с одной стороны и влажном воздухе при конденсации/испарении, не существует.
Таким образом в данном исследовании предприняты попытки обнаружения отличительных особенностей конвекции сухого и влажного воздуха, вызванных изменением концентрации водяного пара в результате его испарения/конденсации в условиях, приближенных к нормальным. Для этого была спроектирована и смонтирована экспериментальная установка для исследования конвекции в конвективной ячейке с воздухом.
Первая часть исследования проводилась с предварительно осушенным воздухом. Для осушения воздуха внутри измерительной ячейки была собрана вспомогательная установка, которая прогоняла воздух из ячейки с помощью маломощного электронасоса через герметичный контейнер, заполненный силикагелем. Результирующее значение относительной влажности внутри экспериментальной камеры варьировалось в диапазоне 4-7%, в то время как относительная влажность окружающего воздуха превышала 50%. После этого проводились интерферометрические измерения конвективных потоков внутри экспериментальной ячейки. Также данные получались с термопар, расположенных вдоль стенок исследуемой ячейки и теплопоток с датчика, расположенного на нижнем теплообменнике.
Вторая часть исследования проводилась с насыщенным воздухом влажность которого составляла 99-100%, что позволяло создать условия конденсации/испарения. Такие значения влажности были достигнуты с помощью нанесения и испарения слоя жидкости с нижнего теплообменника.
