AFT100 Wyposażenie laboratoryjne do badań przewodnictwa cieplnego w stanach ustalonym i nieustalonym – sprzęt dydaktyczny i do kształcenia zawodowego1 Opis
Przewodnictwo cieplne to proces transportu ciepła zachodzący między poszczególnymi cząsteczkami w ośrodkach stałych, ciekłych i gazowych pod wpływem różnicy temperatur. O ustalonym przewodnictwie cieplnym mówimy wówczas, gdy transport ciepła utrzymuje się w sposób trwały i jednorodny dzięki ciągłemu dostarczaniu energii cieplnej. W przypadku nieustalonego przewodnictwa cieplnego rozkład temperatury w badanym ciele zależy zarówno od położenia, jak i od czasu.
Współczynnik przewodnictwa cieplnego λ to zależna od temperatury właściwość materiału, określająca, jak efektywnie ciepło rozprzestrzenia się z danego punktu wewnątrz tego materiału.
Urządzenie to umożliwia badanie zarówno ustalonego, jak i nieustalonego przewodnictwa cieplnego. Zestaw dydaktyczny składa się ze źródła ciepła oraz odbiornika ciepła (tzw. zimnego źródła), pomiędzy którymi umieszcza się cylindryczne próbki wykonane z różnych metali. Każda próbka wyposażona jest w 12 punktów pomiaru temperatury. Punkty te zaprojektowano w taki sposób, aby ich wpływ na temperaturę był minimalny, co pozwala na precyzyjny pomiar temperatury wewnątrz rdzenia próbki.
Źródło ciepła stanowi obieg gorącej wody podgrzewanej elektrycznie. Elektroniczny sterownik zapewnia utrzymanie stałej temperatury wody grzewczej. Odbiornik ciepła zrealizowano w oparciu o system chłodzenia wodnego. Umieszczony na podwyższeniu zbiornik zapewnia stałe natężenie przepływu wody chłodzącej.
Poprzez odpowiednią regulację przepływu wody chłodzącej możliwe jest wywołanie gwałtownej zmiany (skoku) temperatury. Do wizualizacji rozkładu temperatury w próbce w funkcji czasu i położenia można wykorzystać komputer PC (komputer nie jest objęty ceną zestawu).
Wartości temperatur próbki, wody grzewczej i chłodzącej, a także moc grzewcza oraz natężenie przepływu wody chłodzącej są wyświetlane cyfrowo na panelu szafy sterowniczej; dane te mogą być jednocześnie przesyłane przez port USB bezpośrednio do komputera PC, gdzie podlegają analizie przy użyciu dołączonego oprogramowania. Na podstawie zmierzonych danych możliwe jest wyznaczenie współczynnika przewodnictwa cieplnego λ.
2 Szczegóły techniczne
Specyfikacja
badanie ustalonego i nieustalonego przewodnictwa cieplnego w metalach
wyznaczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego λ
obieg wody grzewczej jako źródło ciepła, sterowany elektronicznie
grzałka elektryczna ze sterownikiem PID
zbiornik umieszczony na podwyższeniu (ze przelewem) zapewniający stałe natężenie przepływu wody chłodzącej
próbki wykonane z 5 różnych metali
pomiar temperatury i natężenia przepływu wody chłodzącej
wyświetlacze cyfrowe: moc grzewcza, wartości temperatur, natężenie przepływu wody chłodzącej
oprogramowanie do akwizycji danych przez port USB (kompatybilne z systemami Windows 7, 8.1, 10)
3 Dane techniczne
Grzałka
moc: 800 W
temperatura: 20…85°C
Próbki, Ø 40 mm
3× 450 mm (miedź, aluminium, mosiądz)
2× 300 mm (stal, stal nierdzewna)
Zbiornik grzewczy: ok. 2 l
Zbiornik chłodzący: ok. 0,5 l
Zbiornik podwyższony: ok. 6 l
Czujniki temperatury
12× termopara typu K, wzdłuż próbki
2× Pt100, w wodzie chłodzącej
1× Pt100, w wodzie grzewczej
Zakresy pomiarowe
temperatura: 14× 0…100°C
moc: 0…1000 W
natężenie przepływu: 0,1…2,5 l/min
230 V, 50 Hz, 1 faza
230 V, 60 Hz, 1 faza; 120 V, 60 Hz, 1 faza
UL/CSA – opcjonalnie
