2.2.Описание стенда
Стенд (рис. 4) представляет собой стол со столешницей 1, на которой размещаются бытовой электрокамин 2, используемый в качестве источника теплового излучения, индикаторный блок 3, линейка 4, стойки 5 для установки сменных экранов 6, стойка 7 для установки измерительной головки 8 измерителя тепловых потоков.
Бытовой пылесос 9 используется для создания вытяжной вентиляции, воздушного душа или воздушной завесы устанавливается под столом стенда.
Стойки 5 для установки сменных защитных экранов 6 обеспечивают их оперативную установку и замену.
Измерительная головка 8 с помощью винтов крепится к вертикальной стойке 7, которая закреплена на плоском основании 10. Вся эта конструкция может вручную перемещаться по столешнице вдоль линейки 4.
Сменные экраны имеют один типоразмер. Металлические экраны выполнены в виде листов металла с направляющими. Экраны с цепями и брезентом выполнены в виде металлических рамок, в которых закреплены стальные цепи или брезент.
Электрокамин 2 и пылесос 9 подключены к сети переменного тока через удлинитель 11. В комплект стенда также входит кронштейн 12 для фиксации шланга 13 пылесоса на одну из стоек 5, служащих для установки сменных экранов.
Рис. 4 Схема лабораторной установки
2.3.Требования безопасности при выполнении лабораторной работы
1. К работе допускаются студенты, ознакомившиеся с устройством лабораторного стенда, принципом действия измерительных приборов и мерами безопасности при проведении лабораторной работы.
2. Не рекомендуется включать камин на полную мощность 1 кВт (включены оба нагревателя) без использования теплозащитных экранов.
3. Запрещается прикасаться в электронагревательному элементу электрокамина.
4. После проведения лабораторной работы отключить электропитание стенда.
2.4.Порядок проведения лабораторной работы
1. Подключить стенд к сети переменного тока, а источник теплового излучения к розетке пульта управления.
2. Включить источник теплового излучения (верхний нагревательный элемент) и измеритель теплового потока ИПП-2м.
3. Установить головку измерителя теплового потока в штативе таким образом, чтобы она была смещена относительно стойки на 100 мм. Перемещая вручную штатив вдоль линейки и устанавливая головку измерителя на различном расстоянии (не менее 5 точек) от источника теплового излучения, определить плотность теплового потока в выбранных точках (плотность теплового потока определять как среднее значение не менее 5 замеров). Данные замеров занести в таблицу 4. Построить график зависимость среднего значения плотности теплового потока от расстояния qпад = f(x).
4. Устанавливая различные защитные экраны, определить плотность теплового потока на разных расстояниях (см. п.3) . Оценить эффективность защитного действия экранов по формуле (4). Построить график зависимости среднего значения плотности потока пропущенного экранами излучения от расстояния.
5. Установить защитный экран (по указанию преподавателя). Разместить над ним широкую щетку пылесоса. Включить пылесос в режиме отбора воздуха, имитируя устройство вытяжной вентиляции, и спустя 2 – 3 минуты (после установления стационарного теплового режима) определить величину плотности теплового потока на тех же расстояниях, что и в п.3. Оценить эффективность комбинированной тепловой защиты по формуле (4). Построить график зависимости среднего значения плотности потока пропущенного экранами с отсосом воздуха излучения от расстояния.
По результатам измерений определить эффективность «вытяжной вентиляции».
6. Перевести пылесос в режим «воздуходувки» и включить его. Направляя поток воздуха на поверхность защитного экрана (режим «душирования») повторить измерения в соответствии с п.5. Сравнить результаты измерения п.5 и п.6.
7. Закрепить шланг пылесоса на одной из стоек и включить пылесос в режиме «воздуходувки», направив поток воздуха почти перпендикулярно тепловому потоку (немного навстречу) – имитация «воздушной завесы». С помощью датчика температуры прибора ИПП-2м измерить температуру воздуха в месте размещения тепловых экранов без воздушной завесы и с завесой. С помощью головки измерителя теплового потока убедиться в диатермичности (прозрачности для теплового излучения) воздуха, измеряя плотность теплового потока без воздушной завесы и с завесой.
8. Поочередно устанавливая металлические экраны с отражающим и поглощающим покрытием (белый и черный), с помощью датчика температуры прибора ИПП-2м измерить температуру поверхности экранов
9. Составить отчет о работе.