Экспериментальное определение температуры с помощью термопары и потенциометра в заданной точке цилиндра или пластины при нагревании их в горячей воде.
Теоретическое определение температуры графоаналитическим методом для тех же точек и моментов времени, для которых производилось экспериментальное определение температуры.
Построение экспериментальной и теоретической температурных кривых для заданной точки нагреваемого (охлаждаемого) сортимента в зависимости от времени по результатам измерения и теоретического расчета.
Сравнение температурных кривых и определение наибольшего отклонения между экспериментальными и расчетными данными.
Выводы по результатам работы. Оборудование, приборы и материалы
Отрезки березовых карандашей диаметром d при длине l 5d или отрезки сосновых пластин толщиной s при длине l 5s (цилиндр или пластина неограниченной длины).
Бачки с водой, оснащенные электронагревателями с терморегулирующими устройствами и датчиками в виде контактных термометров.
Потенциометр ЭПП-09-ЗМ с термопарами типа ТХК (термопары хромель – копелевые).
Схема и описание установки
Лабораторная установка (рис. 7) для нагревания отрезков березовых карандашей (остатков чураков при лущении шпона) или сосновых пластин состоит из устройства для нагревания древесины и измерительной системы. Устройство для нагревания древесины (цилиндр, пластина) представляет собой бачок 1 с электронагревателем 2.
В качестве датчика для измерения и регулирования температуры воды в бачке на заданном уровне (tс const ) используется контактный термометр 4 типа ТК (с магнитной перестановкой контактов) в комплекте с терморегулятором 5.
Рис. 7. Схема лабораторной установки для нагревания древесины
При температуре воды ниже заданного уровня контакт термометра разомкнут, а силовые контакты промежуточного реле терморегулятора, через которые подается напряжение на электронагреватель, замкнуты. При достижении заданной температуры воды в бачке контакт термометра замыкается, а силовые контакты промежуточного реле размыкаются. Подача напряжения на электронагреватель прекращается, и вода в бачке начинает остывать. Ртуть термометра опускается, размыкая контакт. Так идет процесс регулирования и поддержания температуры воды в бачке на заданном уровне с точностью 1 ºС.
Образец древесины 3 устанавливается в бачок с нагретой водой (до заданной tс ).
Для регулирования уровня воды в бачке внизу бачка смонтирован сливной краник. Уровень воды в бачке должен быть на 1…2 мм ниже уровня торцовой поверхности образца, чтобы вода не попала в отверстие для установки термопары. Сверху бачка должна быть крышка 6 с теплоизоляцией, чтобы обеспечить условия для проведения опыта (образец должен находиться либо в воде, либо в среде насыщенного водяного пара).
Измерительная система для определения фактической температуры в заданных точках нагреваемого (охлаждаемого) цилиндра или пластины состоит из 12-точечного потенциометра 8 типа ЭПП-09-3М с набором термопар 7 типа ТХК. Используемый потенциометр является не только показывающим прибором, но и записывающим. Температура в заданных точках образца записывается на диаграммной ленте в виде точки с цифрой, которая обозначает номер термопары и температуру.
Подготовка работы
До начала работы лаборант или учебный мастер проверяет исправность установки, термопар и потенциометра, заполняет бачки водой и за 1…1,5 часа до начала занятий включает подогрев воды. Подготавливаются березовые карандаши или сосновые пластины. Влажность опытных образцов должна быть не ниже 50 %, поэтому они должны храниться либо в воде (в комнатных условиях), либо обернутыми полиэтиленовой пленкой.