Commissioning and Evaluation of the Temperature Measurement for a Falling Film Heat Transfer Experiment.

Abstract

[ES] El proyecto de tesis de máster consiste en un equipo experimental que pretende emular diferentes etapas de la transferencia de calor circunferencial alrededor de un tubo horizontal con una placa inclinada, con el fin de aportar conocimientos sobre la transferencia de calor a baja temperatura con flujo de película descendente. Consiste en un recipiente de vacío en el que el flujo de película descendente se distribuye sobre la placa calefactora inclinada y se evapora parcialmente. La placa está equipada con termopares incrustados en cinco posiciones. Además, se utiliza una sonda termopar insertada en la película para medir la temperatura en el flujo de película descendente. El espesor de la película se mide con un sensor confocal de cromaticidad. La temperatura del líquido en la entrada y la salida se mide con un termómetro de resistencia Pt100. El caudal másico y la densidad del fluido de trabajo se miden con un caudalímetro Coriolis. Las principales tareas del proyecto consisten en Evaluación del comportamiento de los termopares frente a las variaciones de temperatura del sensor de referencia externo, instalación de los termopares en la placa, calibración de los termopares y de los termómetros de resistencia, verificación de la medición de la temperatura de la placa mediante termografía infrarroja, instalación de la sonda de termopar y desarrollo de los primeros experimentos de medición de la temperatura de la película en condiciones de evaporación al vacío para obtener valores consistentes del coeficiente de transferencia de calor con agua como fluido de trabajo.

[EN] The master's thesis project consists of experimental equipment that aims to emulate different stages of circumferential heat transfer around a horizontal tube with an inclined plate in order to provide knowledge on low-temperature heat transfer with falling film flow. It consists of a vacuum vessel in which the falling film flow is distributed over the inclined heating plate and partially evaporates. The plate is equipped with thermocouples embedded in five positions. In addition, a thermocouple probe inserted in the film is used to measure the temperature in the falling film stream. The film thickness is measured with a confocal chromaticity sensor. The liquid temperature at the inlet and outlet is measured with a Pt100 resistance thermometer. The mass flow and density of the working fluid is measured with a Coriolis flowmeter. The main tasks of the project consist of: Evaluation of the behaviour of the thermocouples against temperature variations in the external reference sensor, installation of the thermocouples on the plate, calibration of the thermocouples and resistance thermometers, verification of the plate temperature measurement by infrared thermography, installation of the thermocouple probe and development of the first experiments measuring the film temperature under vacuum evaporation conditions in order to obtain consistent values of heat transfer coefficient with water as a working fluid.

[DE] Das Masterarbeitsprojekt besteht aus einer Versuchsanlage, mit der verschiedene Stadien der Umfangswärmeübertragung um ein horizontales Rohr mit einer geneigten Platte nachgebildet werden sollen, um Erkenntnisse über die Niedertemperatur-Wärmeübertragung mit Fallfilmströmung zu gewinnen. Sie besteht aus einem Vakuumgefäß, in dem der Fallfilmstrom über die geneigte Heizplatte verteilt wird und teilweise verdampft. Die Platte ist mit Thermoelementen ausgestattet, die an fünf Stellen angebracht sind. Außerdem wird mit einer in den Film eingeführten Thermoelement-Sonde die Temperatur im Fallfilmstrom gemessen. Die Schichtdicke wird mit einem konfokalen Chromatizitätssensor gemessen. Die Flüssigkeitstemperatur am Einlass und Auslass wird mit einem Pt100-Widerstandsthermometer gemessen. Der Massenstrom und die Dichte der Arbeitsflüssigkeit werden mit einem CoriolisDurchflussmesser gemessen. Die Hauptaufgaben des Projekts bestehen in: Bewertung des Verhaltens der Thermoelemente gegenüber Temperaturschwankungen im externen Referenzsensor, Installation der Thermoelemente auf der Platte, Kalibrierung der Thermoelemente und Widerstandsthermometer, Überprüfung der Plattentemperaturmessung durch InfrarotThermografie, Installation der Thermoelement-Sonde und Entwicklung der ersten Experimente zur Messung der Filmtemperatur unter Vakuumverdampfungsbedingungen, um konsistente Werte des Wärmeübergangskoeffizienten mit Wasser als Arbeitsflüssigkeit zu erhalten.