2. Описание экспериментальной установки
Приборы и оборудование: лабораторный комплекс ЛКТ-2 НТЦ «Владис» (модуль М05 «АВТОКЛАВ –МАНОМЕТР» в блоке №2 «ГАЗ-ЖИДКОСТЬ», измерительная система ИСТ-2М, кабель для соединения модуля М05 и системы ИСТ-2М, компрессор в модуле М01) шприц медицинский объёмом 20 мл в комплекте с хлорвиниловой трубкой, вода кипячёная охлаждённая.
Модуль "АВТОКЛАВ-МАНОМЕТР" (рис.1) предназначен для изучения зависимости давления насыщенного пара воды от температуры. Основная часть автоклава – труба 1 с верхней и нижней полостями, соединёнными круглым каналом диаметром 6 мм. На трубе имеется нагревательная обмотка 2. В трубу ввёрнут датчик температуры 3. Полость автоклава соединена шлангом 4 с мерной трубкой 5, расположенной вдоль линейки 6, по которой отсчитываются координаты характерных точек прибора и уровни жидкости h.
Модуль "АВТОКЛАВ-МАНОМЕТР"
Рис.1
Верхний торец калиброванного канала герметизирован заглушкой с резиновой шайбой. Для удобства вворачивания (особенно при нагретом автоклаве) заглушка снабжена пластмассовой ручкой.
На блоке "ГАЗ-ЖИДКОСТЬ" расположен разъём для присоединения кабеля.
Для установки заданы:
Высота верхнего края канала: h2 = (93,0 0,5) мм
Площадь сечения мерной трубки: S = (75,4 0.6) мм2
Площадь сечения калиброванного канала: S0 = (28,3 0.2) мм2
Высота нижнего края канала: h1 = (27,0 0.5) мм
Начальный уровень воды h0=( h1+5) мм = (32,00,5) мм.
Измерительная система ИСТ-2М (рис.2) предназначена для обеспечения электропитания модуля "АВТОКЛАВ-МАНОМЕТР", управления температурой нагревателя и его термостатирования и для измерения параметров (в данной работе - напряжения питания нагревателя, температуры нагревателя).
В данной работе используются следующие органы управления и контроля, расположенные на лицевой панели системы ИСТ-2М:
- тумблер "СЕТЬ" для подачи электропитания в систему;
- цифровой индикатор Н1, показывающий соответствующие параметры;
- тумблер "НАГР.-ВКЛ.", подающий электропитание на нагреватель;
- тумблер рода напряжения «, =»;
- электроразъём "ТЕРМОСТАТ" для присоединения кабеля;
- кнопки "Т1" и "Uн" для вывода этих параметров на индикатор;
- рукоятка "ТЕМПЕРАТУРА" для установки величины рабочей температуры нагревателя (40 – 120) оС;
- рукоятка "НАГРЕВ" для установки величины рабочего напряжения на нагревателе (0 – 20) B;
- индикаторы режима работы термостата (Н2 – зелёный, Н3 – красный).
Кроме того, используется секундомер, расположенный на корпусе комплекса слева.
В процессе нагрева автоклава до заданной температуры светится зелёный индикатор, после достижения заданной температуры автоматически включается система термостатирования и светятся оба индикатора, в случае перевода рукоятки "ТЕМПЕРАТУРА" на меньшее значение система термостатирования отключается, начинает светиться только красный индикатор, и нагрев автоклава прекращается.
Срабатывание третьего индикатора (Н4) с одновременным появлением звукового сигнала свидетельствует о неполадках в работе системы, в этом случае необходимо весь комплекс ЛКТ-2 обесточить.
Для подключения комплекса к сети 220 В используется кабель (белого цвета) с заземляющим проводом, соединённым с заземляющей клеммой корпуса установки. Внутри установки на задней стенке имеется электророзетка, в которую постоянно включены два кабеля чёрного цвета.
В исходном состоянии органы управления комплекса ЛКТ-2, модуля "АВТОКЛАВ-МАНОМЕТР" и измерительной системы ИСТ-2М находятся в следующих положениях:
- комплекс обесточен, модуль и измерительная система электрически разъединены;
- заправочное отверстие модуля закрыто заглушкой;
- на панели ИСТ-2М рукоятки всех потенциометров должны находиться в левом (против часовой стрелки) положении до упора, тумблер "НАГР.- ВКЛ." в положении "НАГР.", тумблер "СЕТЬ" в нижнем положении, тумблер «,=» в положении «=», кнопки "Т1…Uвх" выключены (выдвинуты из корпуса);
- секундомер обнулён.
До начала работы в протоколе испытаний необходимо приготовить таблицы для записи измеряемых значений и полученных после обработки результатов эксперимента по предлагаемым ниже формам:
Измерительная система ИСТ-2М
Рис.2
Таблица 1
Ро, кПа |
to, oC |
ho, см |
tн, оС |
h, см |
|
|
|
|
|
Таблица 2
-
То,,К Тн,К, Vo,см3 V, см3 Рп,кПа, 1/Тн,10-3К-1 ln Рп, L, МДж/кг
! ! ! ! ! ! !
Записать в табл.1 значения Ро и to, сняв соответствующие показания с барометра и с термометра, расположенных в помещении.