3. Описание установки.
Установка (см. рис. 1) представляет собой конструкцию настольного типа, состоящую из двух модулей (основание с кожухом и держателем объектов поз.1.1 и измерительная система ИСТ-4К поз.3). Исследуемые объекты размещаются на плите-основании (поз.1.1) или на держателе объектов (поз.1.2). Зона размещения объектов закрыта прозрачным кожухом (поз.1.3), предохраняющим режим конвекции от воздействия дуновений окружающего воздуха. Через коммутатор (поз.4) объекты и дополнительные датчики температуры подключаются к измерительной системе ИСТ-4К, размещенной в каркасе (поз.2). На верхней части каркаса измерительной системы дополнительно размещен электронный секундомер.
Температура окружающего воздуха измеряется датчиком температуры, закрепленном на стойке (поз.9). Температура объекта измеряется встроенным датчиком температуры.
Для моделирования условий вынужденной конвекции (обдува) предусмотрен вентилятор.
Вид передней панели ИСТ-4К представлен на рис. 2. Поз. Н1- 4-разрядный цифровой индикатор. Интерпретация показаний определяется положением ручки переключателя видов измерений (поз.S1):
Т1- температура подключенного к системе датчика температуры объекта в с разрешением 0,1 ;
Т2 - температура подключенного к системе датчика температуры окружающего воздуха в с разрешением 0,1 ;
I1 – ток питания нагревателя в миллиамперах (знак «минус» следует игнорировать);
U1 – напряжение питания в вольтах;
Р1 – давление в манометре М1, разрешение 0,01 кПа, предел измерений 20 кПа. Вход манометра может служить вольтметром с пределом измерений 2 В и с разрешением 1 мВ;
Р2 – давление в манометре М2, разрешение 0,1 кПа, предел измерений 50 кПа. Вход манометра может служить вольтметром с пределом измерений 20 В и с разрешением 10 мВ.
Рис. 1. Установка. Общий вид.
Рис.2 Передняя панель ИСТ-4К.
Регулятор РукоятьТЕРМОСТАТ – блок ограничителя температуры объекта Т1. Если в процессе нагрева температура Т1 приблизится к установленному на термостате Т1УСТ , то система снизит напряжение питания нагревателя U1 до уровня, обеспечивающего поддержание установленной температуры (режим термостатирования), а если температура объекта заметно превысит установленное значение, то система отключит нагреватель.
Если Т1< Т1УСТ , то светится зеленый индикатор вблизи регулятора «Т1», если Т1> Т1УСТ, то светится красный индикатор. В режиме термостатирования светятся оба индикатора. Для стабилизации температуры Т1 необходимо регулятор «Т1» поставить на заданное значение Т1УСТ .
Регулятор ПИТАНИЕ – блок управления питанием нагревателя. «U1» - регулятор напряжения питания нагревателя в пределах 0-24 В. Напряжение до 20 В измеряется встроенным вольтметром, более высокое напряжение можно измерить внешним вольтметром на гнездах ОБЩ/U1.
Регулятор ГЕНЕРАТОР - блок управления источником питания U2. «U2» - ручка регулировки амплитуды выходного напряжения источника питания U2 в пределах 0-18 В.
«=/0/=» - тумблер переключения вида выходного напряжения U2: постоянное или ноль или переменное с частотой около 1000 Гц. При среднем положении рукоятки «0» питание отключено.
Тумблер «Сеть» - включение и отключение питания сети.
ИССЛЕДУЕМЫЕ ОБЪЕКТЫ
Модуль РАДИАТОР – алюминиевый радиатор, установленный на теплоизолирующей пластине. Профиль и размеры радиатора приведены на рис. 3.
Рис.3 Профиль радиатора.
Модуль СТЕРЖЕНЬ – алюминиевый стержень (рис.4 поз.1). Стержень закреплен через теплоизолятор на трубчатой рукоятке (поз.3). Объект соединяется с системой нагрева и измерения посредством кабеля с разъемом типа СШ-7 (поз.2)
Рис.4 Модуль СТЕРЖЕНЬ.
Модуль ШАР – сплошной алюминиевый шар (рис.5 поз.1). Шар закреплен через теплоизолятор на трубчатой рукоятке (поз.3). Объект соединяется с системой нагрева и измерения посредством кабеля с разъемом типа СШ-7 (поз.2)
Рис.5 Модуль ШАР.
Модуль ПЛАСТИНА – алюминиевая пластина (рис.6 поз.1). Пластина закреплена через теплоизолятор на трубчатой рукоятке (поз.3). Объект соединяется с системой нагрева и измерения посредством кабеля с разъемом типа СШ-7 (поз.2)
Рис.6 Модуль ПЛАСТИНА.
Параметры объектов, необходимые для расчетов по работе, приведены в Таблице 1.
Таблица 1. Параметры исследуемых объектов.
Объект |
Сопротивление, Ом |
Площадь поверхности, м2 |
Радиатор |
9,6 |
0,0227 |
Стержень |
21,2 |
0,0190 |
Шар |
20,6 |
0,0181 |
Пластина |
20,7 |
0,0256 |