實驗臺可進行基于萊頓弗羅斯特膜態沸騰現象的一系列教學內容。萊頓弗羅斯特給出了進行穩定膜態沸騰所需之最低溫度。當固體表面溫度到達萊頓弗羅斯特點(Leidenfrost point)時,液體(如水)便會產生萊頓弗羅斯特現象。
實驗臺分為加熱系統、滴水管升降系統和數據采集控制系統,能夠充分顯示水在不同的滴液高度、液滴大小,以及表面結構的膜態沸騰現象,使得學生能夠深刻地理解膜態沸騰的概念。
1.知識點
膜態沸騰
2.對應課程
《傳熱學》、《熱工基礎》
3.實驗內容
1) 萊頓弗羅斯特現象實驗 [基礎型]
觀察水滴在光滑表面、鋸齒表面的萊頓弗羅斯特現象,測量液滴的壽命曲線。
2) 液滴在不同鋸齒板運動規律實驗 [研究型]
研究水滴在不同結構和不同傾角的鋸齒板的運動規律,拍攝高清視頻用于數據分析或課堂演示,嘗試提出理論模型并通過實驗進行驗證。選做實驗,也可作為課程大作業或本科生科研訓練項目。
3) 鋸齒板表面個性化設計 [設計型]
提出猜想,設計不同形狀和尺寸的個性化鋸齒板,研究液滴的運動規 律,驗證猜想。選做實驗,建議安排10~32學時,也可作為課程大作業 或本科生科研訓練項目。
4) 液滴跑道個性化設計 [設計型]
基于液滴運動規律,設計個性化的液滴跑道,使得液滴能夠按預期跑完整個跑道。選做實驗,也可作為課程大作業或本科生科研訓練項目。
4.主要特色
1) 滴液管高度程序定位,調節精度0.5 mm;
2) 配備若干實驗模塊,可進行多個不同類型實驗;
3) 界面美觀,可生成實驗報表,可USB導出實驗數據。
5.主要技術指標
1) 25~400℃恒溫控制;
2) 不同工質膜態沸騰;
3) 滴液管轉盤旋轉定位;
4) 滴液管高度自動定位;
5) 液滴定向運動研究實驗;
6) 集成化采集于控制系統;
7) 加熱功率:0~500 W,可無級調節,具備超溫保護報警;
8) 供電電源:AC220V±5%,功率2 kW;
9) 外形尺寸:長350mm×深500mm×高670mm;
10) 實驗重量:25kg。
11) 提供兩種不同鋸齒板;
12) 提供實驗指導書模板。
6.實驗室基礎設施要求
1) 實驗桌,高度800mm左右,桌面尺寸不小于1200mm*700mm;
2) 須配置穩壓器,以防電網電壓不穩損壞設備。