Описание экспериментальной установки
Рабочая часть установки представляет собой платформу, на которой закреплены 4 трубы одинаковой длины с различными размерами и отражающими характеристиками наружных поверхностей, определяющих теплообмен излучением – окисленной, полированной и закрашенной в белый цвет (рис. 1). Внутри каждой трубы установлен трубчатый нагреватель диаметром 12 мм с сопротивлением 48 Ом. Пространство между нагревателем и внутренней поверхностью трубы заполнено воздухом, являющимся диатермической средой. Для уменьшения контактных утечек тепла трубы закреплены в кольцах стоек на тонких стержнях. Для контроля температуры поверхности обеих труб используются современные цифровые датчики со встроенными системами усиления и калибровки выходного сигнала.
На общей платформе установлен лабораторный автотрансформатор, с помощью которого регулируется напряжение, подаваемое на электронагреватели, и согласующее устройство для его ввода на вход аналого-цифрового преобразователя компьютерной системы измерения.
За платформой установлена стойка с координатным устройством для перемещения зонда, измеряющего температуру свободно конвективного потока, возникающего из-за разности температур поверхности труб и окружающего воздуха.
Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки
1-ЛАТР с измерительным трансформатором; 2- индикатор напряжения; 3- трубчатые электронагреватели, 4 – воздушный конвектор, 5 – термопары поверхности труб, 6 – алюминиевая труба с полированной поверхностью диаметром 16 мм, 7 – труба с окрашенной поверхностью диаметром 25 мм, 8 - труба с полированной поверхностью диаметром 25 мм, 9 - труба квадратного сечения 25х25 мм.
Рисунок 2 – фото лабораторной установки
Рисунок 3 – Электрическая принципиальная схема установки
Рисунок 3 – электрическая схема стенда
XP1 – вилка для подключения стенда к сети 220 В / 50 Гц, заземление обязательно!
XP2 – вилка USB для подключения к компьютеру (протокол USB 1.1)
XS1 – розетка для подключения дополнительных приборов к сети 220 В / 50 Гц, располагается сзади стенда в белом коробе. Максимальная мощность 1,5 кВт. Используется для подключения компьютера (ноутбука) при работе со стендом.
S1 – автоматический однофазный выключатель, мощность 6А (10А, 16А или 25А) в зависимости от модели стенда. Установлен на лицевой панели стенда.
S2 – выключатель подачи питания к автоматическому трансформатору со встроенным индикатором (светодиод). На стенде расположен в лицевой панели с обозначением ВК1.
S3-S6 – набор электронных ключей, встроенных в приборы ТРМ 202 для коммутации нагрузок.
La1 – индикаторная лампа, загорается при подаче к стенду питания 220В с помощью автоматического выключателя S1.
T1 – автоматический автотрансформатор подает регулируемое напряжение (0-220В) к нагревателям. Мощность 500 Вт, максимальный ток 2А.
R1, R2, R3, R4 – нагреватели, сопротивление каждого 48 Ом.
ТРМ 202 – измерители-регуляторы сигналов с термопар. Передача данных осуществляется по протоколу RS 485 c последующим преобразованием (преобразователь АС-4) и передачи данных в компьютер по протоколу USB. Управление электронными ключами происходит с помощью внутреннего цифрового канала.
Temp1…4 – термопары, установленные на поверхности труб.