Описание экспериментальной установки

Принципиальная схема экспериментальной установки изображена на рис.5.3.1.

Рис. 5.3.1. Принципиальная схема экспериментальной установки

Исследуемый воздух закачивается из помещения лаборатории и проходит последовательно через газовый счетчик, калориметр и вакуумным насосом выбрасывается в окружающую среду. Для определения расхода воздуха используется газовый счетчик ВК-G1,6, который фиксирует объем прошедшего через него воздуха. Измеряя время прохождения через счетчик определенного объема воздуха, можно рассчитать его объемный расход в м³/с.

Основной элемент установки – проточный калориметр 4. Проходящий через него воздух нагревается расположенным внутри калориметра электрическим нагревателем. При этом измеряется падение напряжения U на нагревателе. В электрическую цепь нагревателя последовательно включено электрическое сопротивление R₀ = 0,1 Ом. Измеряя падение напряжения U_R0 на этом сопротивлении, можно рассчитать электрический ток в цепи нагревателя

I = UR0 / R0

(5.3.6)

Проточный калориметр представляет собой многоходовой теплообменник, в котором для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду электрический нагреватель размещен в центральной стеклянной гильзе, а поток газа во внешних каналах служит для создания адиабатных условий на оболочке калориметра. Таким образом, реализуется принцип "само-улавливания" тепловых потерь. Температура газа на входе в калориметр t₁ и на выходе из него измеряется хромель-копелевыми термопарами. Для учета влияния влажности на измеряемое с_р предусмотрено измерение температуры “мокрого термометра“ t_1м во входящем в установку воздухе термопарой 3. «Мокрая» термопара представляет собой термопару, у которой чувствительный элемент обмотан марлей и перед опытом смачивается водой. Температура t_1м также может быть измеряна психрометром, установленным в лаборатории.

Измеряемые в опыте величины (термо ЭДС Е_Т1, Е_Т2 и Е_Т1м, развиваемые термопарами 2, 6 и 3; падение напряжения U на калориметрическом нагревателе 5 и U_R0 на эталонном сопротивлении R₀) подаются на вход восьмиканального микропроцессорного измерителя-регулятора ТРМ138 фирмы “ОВЕН”. В результате обработки полученной информации на цифровом индикаторе ТРМ138 с определенной периодичностью высвечиваются номера каналов (1, 2, 3, 4, 5) и соответствующие им измеряемые величины, приведенные в табл.5.3.1. Микропроцессорный измеритель / регулятор имеет 8 входных портов, в связи с чем значения каналов 6, 7, 8 не используются в работе.

Т а б л и ц а 5.3.1

Форма рабочего протокола

Лабораторная работа №4 Дата Группа Студент Журнал наблюдений Атмосферное давление р = Время измерений Номера каналов прибора ТРМ138 Измерение времени τ, с и расчет объемного расхода V1, м3/с 1 2 3 4 5 Измеряемая величина t1,°С t2 ,°С t1м,°С U, В I, мА 1-й опыт τ = ___ V1 = ___ V1τ = V1/ τ = ___ Индивидуальные задания: Подпись преподавателя: