Лабораторная установка

Внешний вид лабораторной установки представлен на рис. 1. Установка монтируется на лабораторном столе 1. В качестве источника теплового излучения используется бытовой электрокамин 2 (ЭКПС – 1,0/220), имеющий два нагревательных элемента 3 и 4 (мощностью 0,5 кВт каждый), выполненные в виде спирали и помещенные в кварцевые стеклянные трубки. В верхней части корпуса электрокамина расположены два выключателя 5 и 6. При нажатии на клавишу левого выключателя 5 включается только верхний нагревательный элемент (мощностью 0,5 кВт). Правая клавиша 6 служит для дополнительного включения имеющего такую же мощность нижнего нагревательного элемента (при включенном верхнем) и получения максимальной мощности электрокамина (при выполнении лабораторной работы делать это не следует). Изменить наклон корпуса электрокамина можно, ослабив рукоятки 7.

На поверхности столешницы лабораторного стола 1 закреплены направляющие 8 для установки сменных защитных экранов 9, имеющих одинаковые габариты рамки (330×330 мм):

– экран металлический темный;

– экран металлический светлый;

– экран брезентовый;

– экран с цепями.

Интенсивность (плотность потока мощности) теплового излучения (а также температура воздуха или экрана) регистрируется измерителем плотности тепловых потоков 10, к которому подключается один из зондов 11 (плотности потока или температуры; на рис 1 показан зонд плотности потока), имеющих датчик 12 и рукоятку 13. Зонд 11 крепится к стойке 14, установленной на плоском основании 15, с помощью струбцины 16. Фиксация зонда 11 за рукоятку 13 в струбцине 16 производится винтом 17, а крепление струбцины с зондом к стойке на заданной высоте – винтом 18.

 

 

Рис 1. Общий вид лабораторной установки:

1 – стол; 2 – электрокамин; 3, 4 – нагревательные элементы электрокамина; 5, 6 – клавиши включения-выключения нагревательных элементов; 7 – рукоятки фиксации наклона электрокамина; 8 – направляющие; 9 – экраны; 10 – измерительный прибор; 11 – зонд; 12 – датчик зонда; 13 – рукоятка зонда; 14 – стойка; 15 – основание стойки; 16 – струбцина крепления зонда; 17, 18 – фиксирующие винты; 19 – линейка; 20 – воздуходувка; 21 – пульт управления воздуходувки; 22 – рукоятка регулирования расхода воздуха; 23 – шланг воздуходувки; 24 – держатель шланга; 25 – струбцина держателя шланга; 26…28 – фиксирующие винты

 

 

 

Перемещением стойки с зондом вдоль закрепленной на столе стандартной металлической миллиметровой линейки 19 можно изменять расстояние X от датчика 12 до источника излучения – электрокамина. Отсчет этого расстояния удобнее выполнять не по вертикальной проекции датчика на линейку, а по ближней к электрокамину границе основания 15 стойки 14. Если зафиксировать зонд 11 в струбцине 16 так, чтобы передний (обращенный к датчику) край рукоятки 13 выступал из отверстия струбцины на 25 мм, то разность расстояний от основания 15 и датчика 12 до электрокамина составит для зонда теплового потока 250 мм (для температурного зонда фиксировать расстояние X при выполнении работы не требуется).

Для создания воздушного душа или воздушной завесы используется воздуходувка 20, подключаемая к электрической сети лаборатории через пульт управления 21 с рукояткой 22 для регулирования расхода воздуха. Поворот рукоятки 22 по часовой стрелке до упора соответствует максимальному расходу воздуха, поворотом до упора против часовой стрелки воздуходувка может быть выключена (на пульте управления 21 это положение обозначено символом «О»). Для направления потока воздуха в нужную часть экрана свободный конец нагнетательного шланга 23 воздуходувки фиксируется в держателе 24, установленном с возможностью осевого перемещения и поворота в струбцине 25. Фиксация шланга 23 в держателе 24 осуществляется винтами 26, держателя 24 относительно струбцины 25 – винтом 27, а струбцины 25 на направляющей 8 – винтом 28.

Используемый в работе измеритель плотности тепловых потоков ИПП-2М позволяет измерять как собственно плотность потока (интенсивность теплового излучения, Вт/м²), так и температуру (в ºC). Внешний вид измерителя представлен на рис. 2. Прибор состоит из блока измерителя 1 (далее просто прибор) и двух зондов: зонда теплового потока 2 (длина зонда 400 мм, диаметр датчика 27 мм) и температурного зонда 3 (длина 210 мм, диаметр датчика 10 мм). Последний предназначен, главным образом, для измерения поверхностной температуры.

 

 

Рис. 2. Общий вид измерителя плотности тепловых потоков:

 

1 – блок измерителя; 2 – зонд теплового потока; 3 – температурный зонд; 4, 5 – кабели; 6, 7 – разъемы; 8 – гнездо подключения зонда теплового потока; 9 – гнездо подключения температурного зонда; 10 – индикатор; 11 – клавиша выбора измеряемой величины; 12 – сетевой выключатель; 13 – гнездо подключения зарядного устройства

 

Подключение зондов к прибору осуществляется с помощью кабелей 4 и 5 с разъемами, соответственно, 6 и 7 к гнездам 8 и 9 на верхней боковой поверхности корпуса прибора: слева – гнездо 8 для подключения зонда теплового потока, справа – гнездо 9 для температурного зонда. На лицевой панели прибора расположен светодиодный индикатор 10 для отображения измеряемых величин. Диапазоны индикации: для плотности потока – 0…1999 Вт/м² (разрешающая способность 1 Вт/м²), для температуры – –50…+200 ºC (разрешение 1 ºC). На

левой боковой поверхности корпуса прибора расположен клавишный переключатель 11 выбора измеряемой величины «ТЕМПЕРАТУРА – ПЛОТНОСТЬ ПОТОКА», на правой боковой поверхности корпуса – клавиша 12 сетевого выключателя «ВКЛ – ОТКЛ», а на нижней боковой поверхности – гнездо 13 для подключения зарядного устройства (питание прибора осуществляется от встроенного аккумулятора; на необходимость подзарядки указывает появление точек на индикаторе 10).

Для подключения к прибору одного из зондов при выполнении данной лабораторной работы необходимо сначала протянуть через соответствующее отверстие струбцины 16 (рис. 1) разъем зонда с кабелем и ввести в это отверстие рукоятку 13 (рис. 1) зонда. После закрепления зонда в струбцине винтом 17 (рис. 1) разъем зонда можно подключать к соответствующему гнезду 8 или 9 (рис. 2) на корпусе прибора. Отключение зонда от прибора производится в обратном порядке.