AFT077 Wymiennik ciepła z ożebrowaniem – laboratoryjne wyposażenie termiczne, sprzęt edukacyjny i dydaktyczny1. Wprowadzenie do urządzenia
1.1 Przegląd
Wymiennik ciepła z ożebrowaniem to urządzenie laboratoryjne służące do przeprowadzania eksperymentów termodynamicznych, wykorzystywane głównie do badania teorii konwekcyjnej wymiany ciepła oraz charakterystyk pracy pomp. Urządzenie składa się z układu kanałów powietrznych oraz układu obiegu gorącej wody. Przepływ powietrza w kanałach wymuszany jest przez wentylator odśrodkowy, natomiast cyrkulację w obiegu gorącej wody zapewnia pompa wodna. Zasada działania urządzenia polega na podgrzaniu wody w zbiorniku magazynującym, a następnie – po uruchomieniu pompy – na wprowadzeniu gorącej wody w obieg. Po ustabilizowaniu się temperatury uruchamiany jest wentylator. Wytworzony przez wentylator przepływ powietrza odbiera ciepło z wymiennika. Proces ten jest zgodny z podstawowymi prawami termodynamiki. Podczas pracy pompy możliwe jest badanie jej charakterystyki pracy.
1.2 Cechy charakterystyczne
(1) Urządzenie charakteryzuje się konstrukcją modułową, co ułatwia instalację oraz zapewnia przejrzystość i łatwość zrozumienia zasad przeprowadzanych eksperymentów.
(2) Urządzenie wykorzystuje zintegrowany system sterowania elektrycznego, umożliwiający uzyskiwanie danych w czasie rzeczywistym bez konieczności podłączania do komputera PC.
(3) Do budowy urządzenia zastosowano materiały oraz powłoki lakiernicze o podwyższonej odporności na korozję, co znacząco wydłuża jego żywotność.
2. Parametry techniczne
Zasilanie: AC 230 V, 50 Hz
Wymiary: 1400 mm × 880 mm × 1550 mm
Masa: < 210 kg
Warunki pracy: Temperatura otoczenia 5°C – 40°C; Wilgotność względna < 85% (przy 25°C)
3. Lista podzespołów i szczegółowy opis
3.1 Część główna
Nr Nazwa
1 Wentylator odśrodkowy
2 Wymiennik ciepła ożebrowany
3 Otwór pomiarowy ciśnienia różnicowego
4 Kierownica powietrza
5 Przetwornik ciśnienia różnicowego
6 Zawór regulacyjny
7 Zawór regulacji przepływu
8 Zawór rozdzielający przepływ
9 Zbiornik wody
10 Termometr mechaniczny
11 Szafa elektryczna
12 Czujnik ciśnienia
13 Przepływomierz elektromagnetyczny
14 Pompa wody
3.2 Część zasilająca (szafa sterownicza)
Nr Nazwa
1 Wyświetlacz dotykowy
2 Port komunikacji sieciowej
3 Rozłącznik obciążenia
4 Sterownik PLC Siemens
5 Moduł PID
6 Wyłącznik nadprądowy
7 Zasilacz impulsowy
8 Stycznik AC
9 Moduł akwizycji sygnałów analogowych
10 Przełącznik sieciowy (switch)
11 Moduł regulacji napięcia jednofazowego
12 Przetwornik temperatury
13 Przekaźnik
3.3 Lista konfiguracji wyposażenia
Nr Nazwa Ilość
Podzespół 1 Wentylator odśrodkowy 1
Podzespół 2 Przetwornik ciśnienia różnicowego 1
Podzespół 3 Czujnik ciśnienia 1
Podzespół 4 Przepływomierz elektromagnetyczny 1
Podzespół 5 Wyświetlacz dotykowy 1
Podzespół 6 Sterownik PLC Siemens 1
Podzespół 7 Moduł akwizycji sygnałów analogowych 1
Podzespół 8 Moduł PID 1
Podzespół 9 Stycznik AC 1
Podzespół 10 Przekaźnik 3
Podzespół 11 Przetwornik temperatury 4
Podzespół 12 Moduł regulacji napięcia jednofazowego 1
Podzespół 13 Przełącznik sieciowy (switch) 1
Podzespół 14 Pompa wody 1
3.4 Akcesoria
Nr Nazwa Ilość
1 Płyta CD z oprogramowaniem 1
2 Kabel przedłużający port sieciowy 1
4. Lista ćwiczeń eksperymentalnych
Eksperyment 1 Poznanie funkcji i zasad działania ożebrowanego wymiennika ciepła
Eksperyment 2 Ćwiczenie termodynamiczne z wykorzystaniem ożebrowanego wymiennika ciepła
Eksperyment 3 Wyznaczanie charakterystyki pracy pompy w układzie ożebrowanego wymiennika ciepła
Eksperyment 4 Analiza procesu przetwarzania danych z czujników w układzie ożebrowanego wymiennika ciepła
Eksperyment 5 Badanie komunikacji systemowej w układzie ożebrowanego wymiennika ciepła
