4. Методика проведения работы и обработки экспериментальных данных
1. Собрать увлажнитель.
Для этого пьезоэлектрический преобразователь (1, рис. 3) поместить на дно резервуара (2, рис. 3) пьезокерамической пластиной кверху. Провод питания при этом уложить в прорезь, выполненную в горловине резервуара. Налить в резервуар воду до уровня на 25…35 мм выше плоскости пьезокерамической пластины. Закрепить вентилятор с патрубком на корпусе (резервуаре), осуществив свинчивание резьбовых частей обоих элементов.
2. Соблюдая полярность, подсоединить к проводу электропитания вентилятора провод от источника постоянного тока напряжением 10…15 В.
3. Присоединить к генератору тока высокой частоты (5, рис. 3) штекеры пьезоэлектрического преобразователя и блока питания (4, рис. 3).
4. Для определения энергопотребления увлажнителя, собрать элементы установки в электрическую схему согласно рис. 6, где ИП 1 – источник питания вентилятора; ИП 2 – блок питания генератора ТВЧ.
1
2
3
4
4
5
6
Рис. 6 Приборы и устройства лабораторной
установки
Рис. 6 Электрическая схема подключения
увлажнителя
5. Поместить вентилятор на дно контрольной камеры таким образом, чтобы воздушный поток был направлен вертикально вверх. Провод электропитания вентилятора вывести из контрольной камеры наружу через входное отверстие (1, рис. 7).
6. Плотно закрыть верхние створки контрольной камеры.
7. Установить увлажнитель на рабочем месте таким образом, чтобы его выпускной патрубок не был направлен в сторону электроприборов. Первоначально, согласно схеме рис. 6, к ваттметру (W) подключить только блок питания генератора ТВЧ (ИП 2) и всю схему подсоединить к сети 220 В переменного тока. Перевести движок «вкл./выкл.» генератора ТВЧ в положение «ОN»; произойдёт включение пьезоэлектрического преобразователя, и сквозь прозрачную стенку резервуара увлажнителя можно наблюдать «УЗ фонтан». Одновременно с фонтанированием будет происходить распыление воды. При неработающем вентиляторе из увлажнителя будет выделяться самая мелкодисперсная фракция образующегося аэрозоля, самостоятельно «вытекая» из выходного патрубка в виде струи тумана в количестве порядка 100 граммов в час.
8. Параллельно (ИП2) к ваттметру подключить источник питания вентилятора (ИП). При этом вентилятор заработает, и практически вся туманообразная фракция аэрозоля под напором будет покидать аппарат через выходной патрубок. Если на вентилятор подано постоянное напряжение 10…15 В, то производительность увлажнителя составляет около 350 граммов аэрозоля в час. Определить по ваттметру мощность, потребляемую увлажнителем из сети, и вычислить по формуле (1) величину его удельных энергозатрат (кВт-ч на 1 кг аэрозоля).
(1)
где
,
,
соответственно удельные
энергозатраты,
;
мощность, потребляемая увлажнителем
из сети, кВт; максимальная производительность
увлажнителя (0,35 кг/ч).
Сравнив полученный результат с энергозатратами других увлажнителей (представлены в таблице 1 приложения №1) и сделать соответствующие выводы.
9. Обесточить лабораторную установку. Подсоединить к выпускному патрубку увлажнителя и входному отверстию контрольной камеры соответствующие концы гибкого трубопровода 2 (рис. 7). Вилку провода вентилятора включить в розетку 220 В переменного тока (при положении выключателя «Выкл.»). Снять показания термометра и гигрометра контрольной камеры; занести данные в таблицу (таблица 2 приложения №1) в строку «до увлажнения».
2
1
Рис. 7 Установка в сборе (при увлажнении
воздуха в камере)
10. Включить вентилятор. Подключить к электросети увлажнитель, и засечь при этом время, чтобы использовать данную отметку, как стартовую, для отсчёта последующих двухминутных интервалов. При работающем увлажнителе каждые 2 минуты снять показания термометра и гигрометра и внести данные в таблицу 2 приложения №1 (продолжительность опыта – 14 мин.).
11. Определив величины температуры и относительной влажности воздуха экспериментальной камеры, отметить на диаграмме Рамзина (приложение №2) 8 точек, соответствующих состоянию воздуха в камере на момент каждого замера.
12. Определить по диаграмме для каждого из восьми состояний воздуха его энтальпию и влагосодержание. Значения занести в таблицу (см. табл. 3 приложение №1). Проанализировать полученные данные.
13. Составить отчет по выполненной лабораторной работе.
Контрольные вопросы
1. Что называется ультразвуком?
2. Какие источники ультразвука существуют? Суть прямого и обратного пьезоэлектрического эффекта?
3. Что называется УЗ кавитацией? В чём заключается принцип распыления жидкости (воды) в «УЗ фонтане»?
4. Какие диапазоны частоты УЗ колебаний используют для распыления жидкости в промышленности?
5. Как определить интенсивность колебаний полуволнового преобразователя с односторонним излучением?
6. Основные типы пьезоэлектрических излучателей ультразвука.
7. Чему равна
удельная акустическая мощность Р
для пьезокерамики, используемой в
диапазоне f0
= 300….1000 кГц?
8. Из каких элементов состоит лабораторный увлажнитель воздуха?
9. Как вычислить величину удельных энергозатрат распыления жидкости (воды) в «УЗ фонтане»?
10. На какие области делит кривая постоянной относительной влажности φ = 100% Н – d – диаграмму влажного воздуха?
11. Что называется влагосодержанием?
12. Что называется относительной влажностью воздуха?
14. Как с использованием диаграммы влажного воздуха определить температуру точки росы?
Литература
1. Мальгин Ю.В. Ультразвуковой увлажнитель воздуха для судовых систем кондиционирования : Автореф. дис. на соиск. учен. степ. к. т. н. / Ленингр. технол. ин-т холод. промышленности. - Л., 1987. - 16 с.: ил.
2. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства / В. М. Свистунов, Н. К. Пушняков. - СПб. : Политехника, 2001. - 421 с.
3. Ультразвуковые электротехнологические установки / А.В. Донской, О.К. Келлер, Г.С. Кратыш. – Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982.- 208 с., ил.
Содержание
1. Теоретическое введение к лабораторной работе
2. Цель работы
3. Описание лабораторной установки
4. Методика проведения работы и обработки экспериментальных данных
Контрольные вопросы
Литература
Приложения
Приложение №1