Экспериментальная установка

Схема установки изображена на рисунке ниже:

Назначение и характеристика основных элементов установки:

1. Установка состоит из длинной толстостенной металлической трубы 1, находящейся внутри печи 3, в которой находится нагревательная спираль 6, подключенная к источнику питания 14. Для контроля температуры трубы служат термопары 11-13, подключенные к многоканальному регистратору 15, каналы 3-5.

Параметры:

- длина трубы 1 м;

- диаметр трубы (внутр.) 5 см;

- толщина стенок 6 мм .

2. Движение воздуха внутри трубы обеспечивается компрессором 4, снабженным регулятором напора 5. Контроль расхода воздуха производится расходомером 8, показания в [л/с].

Параметры:

- расход минимальный 0,2 л/с

- расход максимальный 10 л/с

- шаг регулировки 0,1 л/с

3. Нагреватель подключен к регулируемому источнику питания 14. Сопротивление спирали нагревателя - 100 ом, максимальная мощность - 400 Вт. Фактическая мощность нагревателя считается как:

изменением сопротивления спирали пренебрегаем.

4. Температура воздуха на входе в трубу измеряется термопарой 9, подключенной к многоканальному регистратору 15, канал 1. Температура воздуха на выходе из трубы измеряется термопарой 10, подключенной к многоканальному регистратору 15, канал 2.

5. Регистратор 15 отображает результаты измерений на табло 7 либо через заданный интервал времени, либо при каждом включении. Если необходимо зафиксировать динамику изменения температуры, то удобнее всего запустить регистратор (нажатием кнопки "ПУСК") и оставить его в этом состоянии, каждую минуту будут фиксироваться текущие значения температур. Для однократного измерения удобно использовать последовательное нажатие кнопок "ПУСК" - "СТОП". Когда регистратор остановлен можно "прокручивать" вверх-вниз окно данных.

Задание

1. Запустите работу.

2. Включите регистратор.

3. Измерение температуры газа при разных режимах течения.

3.1. Измерения проводятся для трех разных скоростей течения газа, отвечающие расходу в 0,21 л/с, 25 л/с, 610 л/с (значение расхода внутри каждого интервала студент выбирает сам, или по указанию преподавателя).

3.2. При расходе газа 0,21 л/с мощность нагревателя ограничена значением 100 Вт, на всех остальных режимах - 400 Вт.

3.3. Для каждого выбранного расхода газа необходимо произвести 34 измерения температур газа и поверхности трубы при разной мощности нагревателя. Рекомендованные величины напряжений: при расходе 0,21 л/с напряжения 30 В, 60 В, 100 В; при других расходах напряжения 50 В, 100 В, 150 В, 200 В.

После изменения напряжения питания или расхода газа необходимо дождаться установления теплового равновесия (1020 мин, можно использовать функцию программы "Скачок во времени"). Желательно каждую регистрацию данных повторять с интервалом 12 мин, для подтверждения установления теплового равновесия.

4. Результаты измерений занести в таблицу 1:

№ изм	, л/с	, В	, А

5. По результатам измерений заполнить таблицу 2:

№ изм	, м^3/с

При заполнении таблицы 2 использовать формулы:

Для расчета использовать соотношения [1] и [2].

6. Построить для каждого режима течения зависимость . Выбрав разность температур между поверхностью и газом , имеющуюся на всех графиках, построить график зависимости .

38