4. Описание экспериментальной установки

На рис.2. дан схематический чертеж экспериментальной установки для изучения теплоотдачи пластины в условиях свободного движения воздуха. Пластина (1), изготовленная из дюраллюминиевого листа размером l x h = 300x210 мл., одной поверхностью обращена в окружающую среду, а с другой стороны обогревается с помощью электрического нагревателя (2). Нагреватель (рис.2б) выполнен из нихромовой проволоки, которая нашита на поверхность листового асбеста так, чтобы плотность теплового потока была равномерной.

Между пластиной и нагревателем проложен тонкий слой асбестового картона (3), играющего роль электроизоляции (для предотвращения короткого замыкания витков нагревателя через пластину). С противоположной стороны нагревателя и с торцов пластины наложен толстый слой тепловой изоляции (4), выполненной из асбеста и текстолита, что необходимо для предотвращения утечек тепла через нерабочие поверхности пластины и нагревателя.

С тыльной стороны пластины (рис.2в) профрезерованы канавки, куда вложены хромель-алюминиевые термопарные провода (5) диаметром

 0,2 в двухканальной форфоровой соломке (6). Спаи термопар зачеканены заподлицо с лицевой поверхностью пластины . По длине пластины заложено восемь термопар. Выводы от нагревателя и термоэлектрические провода пропущены, для подсоединения к соответствующим элементам, схемы питания и измерения, через гибкую гофрированную трубку (7), служащую опорой установки. Гибкая гофрированная трубка позволяет устанавливать пластину в вертикальное или горизонтальное положение. Питание нагревателя осуществляется от однофазного регулятора напряжения (8), типа РНО-250-10, позволяющего плавно изменять напряжение переменного тока от 0 до 220 В. В целях стабилизации напряжения питающей сети перед регулятором напряжения установлен феррорезонансный стабилизатор напряжения (9) типа С-0,5. Для измерения мощности электрического нагревателя и, следовательно, количества тепла, передаваемого от поверхности пластины в окружающую среду, служат амперметр и вольтметр. Измерение термопар осуществляется потенциометром постоянного тока (10) типа ПП-63. С помощью восьмиточечного переключателя термопар (11) типа ПМТ-8 потенциометр можно поочередно подключать ко всем восьми термопарам, заложенным в тело пластины. Включение установки осуществляется тумблером В1 “Обогрев пластины”.

5. Порядок проведения работы

5.1. Подготовка установки

1. Все тумблеры измерительного стенда должны быть в положение выключено (ручки тумблера находятся в нижнем положении).

2. Ручки регулятора напряжения повернуты до упора в направлении против стрелок указанных на ручках.

3. Теплоотдающая поверхность пластины должна быть установлена в вертикальном положении с помощью изгиба графированной трубки.

Без разрешения преподавателя установку не включать

5.2. Включение установки

После того как установка подготовлена к работе и получено разрешение преподавателя на проведение измерений, включают общее питание стенда тумблером “Сеть-220 В” и питание нагревателя пластины тумблером “Обогрев пластины”.

Вращая ручку регулятора напряжения, устанавливают величину тока, текущего через нагреватель, равную I = 1 амперу. Этому току соответствует максимальная мощность нагревателя. В течении последующего времени, выжидая пока наступит стационарный режим, мощность нагревателя поддерживается постоянной. О наступлении стационарного режима свидетельствует постоянство во времени показаний всех термопар, измеряющих температуру поверхности пластины. Когда стационарный режим наступил, начинают измерение. При измерениях фиксируют: силу тока I и падение напряжения U в нагревателе, э.д.с. термопар и температуру воздуха вдали от пластины. Температура воздуха измеряется ртутным термометром, установленным в лаборатории на расстоянии не менее 1 метра от пластины. Измерения при данном стационарном температурном режиме производят не менее трех раз через 10-15 минут. Все результаты измерений заносят в таблицу № 1.

Далее, не меняя мощности нагревателя , и, не включая питания установки, переводят пластину из вертикального в горизонтальное. Условия теплоотдачи при этом изменяется и, следовательно, изменится температура поверхности пластины. Дождавшись стационарного температурного режима для горизонтальной пластины заносят показания всех термопар и электроизмерительных приборов в ту же таблицу № 1.

После проведения измерений на первой установленной мощности нагревателя для вертикального и горизонтального положений пластины, меняют мощность нагревателя (уменьшают величину тока на 0,1 ампера) и когда наступит новый стационарный режим теплоотдачи проводят измерения всех вышеописанных пароаметров для 2-х положений пластины с занесением их в таблицу и т.д.

При проведении опытов необходимо тщательно следить за наступлением стационарного теплового режима. В опыте необходимо получить (6)-(8) экспериментальных точек как для вертикального, так и для горизонтального положения пластины.

5.3. Включение установки

1. Ручки регулятора напряжения повернуть до упора в направлении против стрелок, указанных на ручках.

2. Перевести ручки тумблеров в нижнее положение (“ВКЛЮЧЕНО”).

3. Заключить потенциометр постоянного тока.