Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

3.3. Описание эксперимента по оттаиванию водоледяной сферы

Для подтверждения адекватности математической модели, необходимо изучить процесс оттаивания сферического массива водного льда, составленной в пункте 2.3, на кафедре «Техника низких температур» им. П.Л. Капицы Университета Машиностроения был изготовлен экспериментальный стенд, схема которого представлена на Рисунке 3.11.

Рисунок 3.11. Схема экспериментального стенда: 1 – емкость с теплой водой;
2 – капельница; 3 – держатель; 4 – шелковая нить; 5 – ледяная сфера; 6 – емкость с охлажденной водой
Стенд состоит из металлической подставки, подающего контейнера с водой емкостью 250 мл, принимающего контейнера емкостью 250 мл, крепежа для гранулы льда, капельницы для подачи воды с механизмом регулировки подачи.
В качестве разбрызгивающего устройства используется пластиковая трубка диаметром 2 мм. Теплая вода подается на сферу сверху в центр, что способствует равномерному омыванию сферы льда для его равномерного таяния. Регулирующим вентилем создается необходимый расход воды. Производятся замеры температуры воды в начале эксперимента и в конце, количество охлажденной воды, диаметр ледяного шара после эксперимента и время ведения эксперимента. Опыт повторялся с ледяной сферой такого же диаметра (d = 36 мм), но с другим временем ведения процесса. Затем проводили обработку данных.
На Рисунке 3.12. представлен общий вид стенда.

Рисунок 3.12. Общий вид стенда
Для создания сферической гранулы льда была использована пластиковая форма диаметром 36 мм (Рисунок 3.13.), которая заполнялась водой и помещалась в камеру с отрицательной температурой для замораживания воды. Далее форма удалялась и ледяной шар готовился к опытам.

Рисунок 3.13. Ледяной шар в пластиковой форме и процесс таяния
Температуру воды в начале и в конце эксперимента замеряли двухканальным цифровым приемником преобразователем температур ОВЕН 2ТРМ0, к которому подключены термопарные датчики температур (термопары).