3. Теоретическое и экспериментальное определение Wб(p)
3.1 Исследуемый объект. Теоретическое и экспериментальное определение теплофизических характеристик и передаточной функции теплового объекта проводится применительно к тепловому баку лабораторного стенда.
☼ Исходные данные для теоретического расчета:
■ Геометрические параметры бака:
- высота L – 0,33 м,
- площадь крышки – 0,02 м2,
- общая площадь поверхности S – 0,18 м2.
■ Степень черноты поверхности ε:
- полированный дюралюминий – 0,2;
- лаки, краски эмалевые – 0,92.
■ Полная теплоемкость бака C
1,5
104
Дж/град
■ Нагреватель
- мощность Pн = 750 Вт при Uн = 220 В.
- сопротивление нагревателя не зависит от его температуры.
Расчет проводится для температуры среды +10 или +20 0C в зависимости от температуры помещения при проведении работы и температуры бака: 20, 25, 40, 60, 80, 100 0C.
☼ Для экспериментального определения kб и τб используются ранее снятые графики:
- разгона бака при пониженном напряжении Uн = 100 В.
- охлаждения бака.
3.2. Теоретическое и экспериментальное определение Wб(p)
Работа выполняется в 3 этапа.
1 Этап. Теоретическое исследование.
1.1. Рассчитываются коэффициенты конвективного αк и лучистого αл теплообмена и строится график зависимости этих коэффициентов от Tб.
1.2. Рассчитываются мощности конвективных Pохл.к и лучистых потерь Pохл.л, а так же общих потерь Pохл.
Результаты сводятся в график зависимости потерь от Tб.
1.3. Определяются параметры kб и τб, и записывается расчетная передаточная функция бака Wб(p)расч..
2 Этап. Экспериментальное исследование
2.1. Перестраивается график разгона бака и из него определяются экспериментальные значения kб и τб.
Записывается экспериментальная передаточная функция бака Wб(p)эксп.
2.2. Определяется область температур Tб, внутри которой найденная Wб(p)эксп отражает реальное поведение бака при разогреве.
2.3. Перестраивается график охлаждения бака и определяется величина τб.
Сравнивается ее значение со значением, полученным из разгонной характеристики.
3 Этап. Анализ результатов и выводы.
3.1. Проводится подробный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных при проведении данной работы.
Кроме того, проводится сравнение с результатами собственных экспериментальных исследований, проведенных при выполнении работы «Автоматическая релейная система поддержания температуры».
Литература
1. Кейн В. М. Конструирование терморегуляторов, М., Советское радио, 1971, 152с.