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，将出现自由水面；而对于
2、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）均装置自耦变 压 器 （ 变 压 器 的 容 量 为 1KV
3、A） ， 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
4、。（三）循环停滞倒流的操作步骤调节自耦变压器，使1、2、3 上升管组的电流升至 33.5A。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。
