2.2. Методические указания к проведению лабораторной работы
2.1. Подключить удлинитель к сети переменного тока, электрокамин, измерительный прибор к розеткам удлинителя.
2.2. Провести следующие лабораторные исследования:
Измерить площадь электрокамина S, м2и занести данные в рабочую тетрадь.
По линейке 4 наметить пять расстояний (по 5-15 см друг от друга) для измерительной головки 7 измерителя тепловых потоков (интенсивности изучения) и температуры электрокамина и экранов, при этом первое расстояние должно быть в пяти сантиметрах от стойки 5 для установки сменных защитных экранов.
Работа с измерительным прибором ИПП-2М (Измеритель плотности тепловых потоков).
Рисунок 3. Вид стенда «Защита от теплового излучения» с использованием защитного экрана.
2.3. Принцип работы прибора ИПП-2М основан на методе определения плотности теплового потока путем измерения перепада температуры на «вспомогательной стенке» (пластинке). Этот температурный перепад, пропорциональный в направлении теплового потока его плотности, преобразуется в электрический сигнал с помощью ленточной термопары, расположенной внутри пластинки. Ленточная термопара и «вспомогательная стенка» образуют преобразователь теплового потока. В качестве чувствительного элемента измерителя температуры используются термоэлектрические преобразователи (термопары), распределенные по площади пластины.
В качестве чувствительного элемента температурного зонда используется термопара.
2.4. Устройство прибора. На передней панели прибора располагается светодиодный индикатор для отображения измеряемой величины (либо плотности теплового потока, Е, Вт/м2, либо температурыto, С). На правой боковой поверхности корпуса прибора располагаются тумблер включения прибора и гнездо для зарядки аккумуляторов. На верхней части корпуса расположены два гнезда для подключения зондов (справа – зонд теплового потока, слева – температурный зонд). На левой боковой поверхности прибора располагается переключатель режима работы.
2.5. Порядок работы. Включить прибор, установив тумблер в положение ВКЛ. На индикаторе должны появиться показания. Затем установить переключатель режима измерения в соответствующее положение (плотность теплового потока или температура). Дождавшись установления показаний, произвести считывание с цифрового дисплея значения измеряемой величины теплового потока (Вт/м2) или температуры (°С) и занести их в табл. 2.
2.6. Провести измерения интенсивности излучения и температуры электрокамина без экранов в намеченных точках от него (интенсивность определяется как среднее значение не менее 5 замеров) (п. 2.) и данные занести в рабочую тетрадь в форме табл. 2 .
2.7. Провести на тех же расстояниях (п. 2.6.) измерения интенсивности теплового излучения от различных экранов и данные занести в рабочую тетрадь в форме табл. 2. Результаты измерений в табличной форме показать преподавателю. (Внимание! Работать с каждым экраном не более 5 минут).
2.8. После выполнения измерений для исследования теплового излучения в лабораторной работе и показа данных измерений преподавателю по его указанию отключить от сети стенд, сменные экраны положить на полку стола и приступить к обработке полученных данных.
2.9. Провести следующую обработку полученных в исследовании результатов (табл. 2):
Таблица 2. – Результаты исследуемых параметров теплового потока
|
Исследуемые параметры теплового потока |
*Расстояние от источника, м | |||||
|
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 | ||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Еu, Вт/м2 |
|
|
|
|
| |
|
Tu, °K |
|
|
|
|
| |
|
Еu (по формуле (5)), Вт/м2 |
|
|
|
|
| |
|
Еu (по формуле (6)), Вт/м2 |
|
|
|
|
| |
|
Экран металлический тёмный |
ЕЭ,В, Вт/м2 |
|
|
|
|
|
|
tЭ,МТ °C |
|
|
|
|
| |
|
mср,мт = mмт |
|
|
|
|
| |
|
μср,Мт = μмт |
|
|
|
|
| |
|
τср,мт = τмт |
|
|
|
|
| |
|
ηср,Мт = ηмт |
|
|
|
|
| |
|
Экран металлический светлый |
ЕЭ,В, Вт/м2 |
|
|
|
|
|
|
tэ,мс, °C |
|
|
|
|
| |
|
mср,мс = mмс |
|
|
|
|
| |
|
μср,мс = μмс |
|
|
|
|
| |
|
τср,мс = τмс |
|
|
|
|
| |
|
ηср,мс = ηмс |
|
|
|
|
| |
|
Экран брезентовый |
ЕЭ,В, Вт/м2 |
|
|
|
|
|
|
tэ,Б, °C |
|
|
|
|
| |
|
mср,Б = mБ |
|
|
|
|
| |
|
μср,Б = μБ |
|
|
|
|
| |
|
τср,Б = τБ |
|
|
|
|
| |
|
ηср,Б = ηБ |
|
|
|
|
| |
|
Экран с цепями |
ЕЭ,В, Вт/м2 |
|
|
|
|
|
|
tЭ,Ц, °C |
|
|
|
|
| |
|
mср,Ц = mЦ |
|
|
|
|
| |
|
μср,Ц = μЦ |
|
|
|
|
| |
|
τср,Ц = τЦ |
|
|
|
|
| |
|
ηср,Ц = ηЦ |
|
|
|
|
| |
Примечание: Согласно п. 2.2 данных указаний можно принять значения R1, R2, R3, R4, R5 равными соответственно: 5, 10, 20, 40, 50 см от стойки 5 или принять их по указанию преподавателя.
*Начинать измерения рекомендуется с самой дальней точки от нагревателя и двигать датчики по направлению к излучателю.
построить график зависимости интенсивности излучения и температуры в координатах соответственно «ось ординат – интенсивность излучения (Еu, Еэ, Вт/м2)», «ось абсцисс – расстояние от электрокамина (экрана), (R, см)». В тех же координатах, используя полученные данные, построить зависимостьЕu, (Т нагревателя в формуле взять 740-8000К)от расстоянияR, используя теоретические формулы (5) или (6). Для сравнения теории и практики нанести графики рядом;
вычислить по формуле (7) для различных экранов кратность ослабления теплового потока, m;
вычислить по формуле (8) для различных экранов кратность снижения температуры излучаемой поверхности, μ для имеющихся расстояний;
вычислить по формуле (9) для различных экранов коэффициент пропускания экраном теплового потока τ для имеющихся расстояний;
вычислить по формуле (10) для различных экранов коэффициент эффективности экрана η для имеющихся расстояний.
Сделать выводы по полученным результатам. Оформить отчет.