Режим работы сервопривода «Следящий»
- Установить тумблер SA1 в нижнее положение «Следящий».
- Сервопривод следит за изменением задания положения, задаваемое датчиком А1. Заданный угол индицируется на левом индикаторе. Пройденный угол индицируется на правом индикаторе.
- По завершении исследований выключить стенд (выключить SA200, выключить SA300-SA302, выключить SA700, выключить SA100, выключить автомат). Разобрать схему.
10. Выполнение лабораторных работ.
10.1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1. Изучение устройства и основных характеристик устройств системы отопления.
10.1.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Ознакомление с устройствами системы отопления: электрический котел, теплосчетчик, расширительный бачок, запорно-регулирующая аппаратура и др. Изучить устройство котла и правила его эксплуатации, назначение теплосчетчика, размещение и назначение его датчиков, работу с теплосчетчиком по получению его данных, размещение и назначение вентилей и отопительных приборов.
10.1.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: изучить руководства по эксплуатации электрического котла и теплосчетчика. Выбрать самостоятельно (или по указанию преподавателя) контур системы и подготовить его к работе (открыть соответствующие вентили; остальные должны быть закрыты).
10.1.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
10.1.3.1. Тщательно изучить руководство по эксплуатации электрического котла. Открыть его лицевую панель и ознакомиться с его внутренним устройством. Подготовить к работе контур например с потребителем, подключаемым вентилями G1, G1* (или заданным преподавателем).
ВНИМАНИЕ! Вентили, входящие в выбранный рабочий контур должны быть ОТКРЫТЫ!(Обязательно проверять перед каждым запуском котла)
10.1.3.2. Тщательно изучить руководство по эксплуатации теплосчетчика, размещение и назначение его датчиков, работу с теплосчетчиком по получению его данных в выбранной рабочей ветви. Осмотреть аппаратуру, входящую в состав выбранного рабочего контура и ознакомиться с ее назначением и конструкцией.
10.1.3.3. Установить тумблер S1 «Heater Mode» в положение «Internal», тумблер S4 установить в положение «OFF». Включить стенд автоматическим выключателем QF1. Включить котел кнопкой «I» и с помощью его кнопок «▲» (увеличение температуры теплоносителя) и «▼» (уменьшение температуры теплоносителя) задать температуру теплоносителя 40оС (отображается на дисплее котла).
Освоить процедуру просмотра данных на дисплее теплосчетчика. Проанализировать полученные данные. Освоить управление электрическим котлом (регулирование температуры теплоносителя и скорости его насоса). Отметить изменение показаний на теплосчетчике SQ1 и электросчетчике PI1 при различных режимах работы котла.
10.2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 2. Определение потерь тепловой энергии при ее транспортировании.
10.2.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить потери тепловой энергии на аналогичных отрезках отопительного контура без тепловой изоляции и с ее применением при различных скоростях теплоносителя.
10.2.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: Используя в качестве участка отопительного контура без тепловой изоляции ветвь, подключаемую вентилями G1, G1* - определить ее «тепловые потери» при различных скоростях теплоносителя. Затем подключить в качестве аналогичного участка отопительного контура с тепловой изоляции ветвь, подключаемую вентилями G5, G5* и определить ее «тепловые потери» при различных скоростях теплоносителя.
10.2.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
10.2.3.1. Открыть вентили G1 и G1* - поключается участок без тепловой изоляции (вентили G2, G2*, G3, G3*, G4, G4*, G5, G5* должны быть закрыты). Установить тумблер S1 «Heater Mode» в положение «Internal», тумблер S4 установить в положение «OFF». Установить скорость насоса электрического котла «I». Включить стенд автоматическим выключателем QF1.
ВНИМАНИЕ! Вентили, входящие в выбранный рабочий контур должны быть ОТКРЫТЫ!(Обязательно проверять перед каждым запуском котла).
10.2.3.2. Включить котел кнопкой «I» и с помощью его кнопок «▲» (увеличение температуры теплоносителя) и «▼» (уменьшение температуры теплоносителя) задать температуру теплоносителя 50оС (отображается на дисплее котла). Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения 50оС снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<». Записать данные.
10.2.3.3.Выключить котел кнопкой «I». Выключить стенд автоматическим выключателем QF1. Установить скорость насоса электрического котла «II». Включить стенд автоматическим выключателем QF1. Повторить действия согласно п.10.2.3.2.
10.2.3.4. Установить скорость насоса электрического котла «III». Включить стенд автоматическим выключателем QF1. Повторить действия согласно п.10.2.3.2.
10.2.3.5. Открыть вентили G5 и G5* а вентили G1, G1* закрыть. Установить скорость насоса электрического котла «I».
ВНИМАНИЕ! Вентили, входящие в выбранный рабочий контур должны быть ОТКРЫТЫ!(Обязательно проверять перед каждым запуском котла).
10.2.3.6.Выключить котел кнопкой «I». Установить скорость насоса электрического котла «I».
10.2.3.7. Повторить действия согласно п.10.2.3.2-п.10.2.3.4 для участка с тепловой изоляцией. По окончании эксперимента выключить котел кнопкой «I». Выключить стенд автоматическим выключателем QF1.
10.2.3.8. По результатам измерений рассчитать для участков без тепловой изоляции и с ее применением тепловые потери.
Для участка с тепловой изоляцией определить коэффициент сбережения тепла h = (Q1 - Q2)/Q1,
где Q1 - потери тепла установкой без теплоизоляции,
а Q2 - c теплоизоляцией.
10.3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 3. Определение теплоотдачи отопительных приборов.
10.3.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить теплоотдачу стального и алюминиевого радиаторов при различных температурах теплоносителя.
10.3.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: Поочередно подключая к котлу стальной и алюминиевый радиаторы отопления определить их теплоотдачу при температуре теплоносителя 40оС, 50оС, 60оС, 70оС.
10.3.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
10.3.3.1. Открыть вентили G2 и G2* (вентили G1, G1*, G3, G3*, G4, G4*, G5, G5* должны быть закрыты). Установить тумблер S1 «Heater Mode» в положение «Internal», тумблер S4 установить в положение «OFF». Включить стенд автоматическим выключателем QF1.
10.3.3.2. Включить котел кнопкой «I» и с помощью его кнопок «▲» (увеличение температуры теплоносителя) и «▼» (уменьшение температуры теплоносителя) задать температуру теплоносителя 40оС (отображается на дисплее котла). Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения 40оС снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<» контура отопления со стальным радиатором. Записать данные. Выключить котел кнопкой «I».
10.3.3.3. Открыть вентили G4 и G4*, а вентили G2 и G2* закрыть. Включить котел кнопкой «I». Проверить уставку температуры теплоносителя на 40оС (отображается на дисплее котла). Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения 40оС снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<» контура отопления с алюминиевым радиатором. Записать данные. Выключить котел кнопкой «I».
10.3.3.4. Задать температуру теплоносителя 50оС. Включить котел кнопкой «I». Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<» контура отопления с алюминиевым радиатором. Записать данные. Выключить котел кнопкой «I».
10.3.3.5. Открыть вентили G2 и G2*, а вентили G4 и G4* закрыть. Включить котел кнопкой «I». Проверить уставку температуры теплоносителя на 50оС (отображается на дисплее котла). Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения 50оС снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<» контура отопления со стальным радиатором. Записать данные. Выключить котел кнопкой «I».
10.3.3.6. Задать температуру теплоносителя 60оС. Включить котел кнопкой «I». Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<» контура отопления со стальным радиатором. Записать данные. Выключить котел кнопкой «I».
10.3.3.7. Открыть вентили G4 и G4*, а вентили G2 и G2* закрыть. Включить котел кнопкой «I». Проверить уставку температуры теплоносителя на 60оС (отображается на дисплее котла). Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения 60оС снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<» контура отопления с алюминиевым радиатором. Записать данные. Выключить котел кнопкой «I».
10.3.3.8. Задать температуру теплоносителя 70оС. Включить котел кнопкой «I». Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<» контура отопления с алюминиевым радиатором. Записать данные. Выключить котел кнопкой «I».
10.3.3.9. Открыть вентили G2 и G2*, а вентили G4 и G4* закрыть. Включить котел кнопкой «I». Проверить уставку температуры теплоносителя на 70оС (отображается на дисплее котла). Когда температура теплоносителя достигнет установившегося значения 70оС снять на теплосчетчике SQ1 значения тепловой мощности на входе «q>» и на выходе «q<» контура отопления со стальным радиатором. Записать данные. Выключить котел кнопкой «I». Выключить автоматический выключатель QF1.
10.3.3.10. По полученным данным рассчитать теплоотдачу для каждого типа радиатора отопления при температурах 40оС, 50оС, 60оС, 70оС:
найти разность q = «q>» - «q<»; перевести ее из ГДж/ч в Вт/с.
Сравнить полученные результаты.
10.4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 4. Изучение программируемого микроконтроллера в составе системы теплоснабжения.
10.4.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Ознакомиться с возможностями программируемого α-контроллера и изучить основы его программирования для использования в системах управления теплоснабжением.
10.4.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: изучить руководство по эксплуатации, изучить основы руководства по программированию (применение блоков Set/Reset (SR), Time Switch (TS) и Compare (CR)). Запрограммировать простейший алгоритм управления нагревателем и насосом котла в зависимости от температуры Т7 (если величина температуры меньше какой либо величины (50оС -60оС) – то включается насос, а затем и нагреватель котла; по достижению температуры Т7 величины 70оС нагреватель котла отключается, а насос продолжает работать 10 минуты, а затем отключается.
10.4.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
10.4.3.1. Изучить руководство по эксплуатации, изучить основы руководства по программированию (применение блоков Set/Reset (SR), Time Switch (TS) и Compare (CR)). Разработать программу управления.
10.4.3.2. Открыть вентили G4, G4* для обеспечения циркуляции теплоносителя через алюминиевый радиатор отопления. Установить тумблер S1 «Heater Mode» в положение «External», тумблер S4 установить в положение «OFF». Включить стенд автоматическим выключателям QF1. Запрограммировать микроконтроллер. Запустить программу на исполнение.
10.4.3.3. Проверить работу программы в пределах одного цикла (нескольких циклов) исполнения всего алгоритма. Проконтролировать температуру Т7 по показаниям теплосчетчика SQ1 в момент запуска насоса котла и отключения нагревателя котла.
10.4.3.4. Остановить исполнение программы. Сохранить программу для применения в лабораторной работе №5. Выключить стенд автоматическим выключателем QF1.
10.5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 5. Исследование автоматизированной системы управления теплоснабжением.
10.5.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Разработать алгоритм управления котлом от α-контроллера для поддержания в исследуемом боксе постоянной температуры около 40оС (запуск насоса предшествует включению нагревателя, и отключается насос после отключения нагревателя).
10.5.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: Установить исследуемый бокс вплотную к стенду таким образом, чтобы вырез в его стенке охватывал алюминиевый радиатор отопления. Для разработки программы взять за основу алгоритм из лабораторной работы №4. Запрограммировать α-контроллер для реализации выше изложенного алгоритма с необходимой доработкой. Проверить работу автоматизированной системы управления теплоснабжением по заданному алгоритму.
10.5.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
10.5.3.1. Открыть вентили G4, G4* (неучаствующие в работе вентили должны быть закрыты) для обеспечения циркуляции теплоносителя через алюминиевый радиатор отопления. Установить тумблер S1 «Heater Mode» в положение «External», тумблер S4 установить в положение «OFF». Включить стенд автоматическим выключателям QF1. Запрограммировать микроконтроллер.
ВНИМАНИЕ! Вентили, входящие в выбранный рабочий контур должны быть ОТКРЫТЫ!(Обязательно проверять перед каждым запуском котла).
Запустить программу на исполнение.
10.5.3.2. Проверить работу программы в пределах одного цикла (нескольких циклов) исполнения всего алгоритма. Проконтролировать температуру внутри исследуемого бокса в момент запуска и отключения нагревателя котла. При необходимости доработать программу и сохранить ее для использования в лабораторной работе №8.
10.5.3.3. Остановить исполнение программы. Выключить стенд автоматическим выключателем QF1.
10.6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 6. Экспериментальные исследования эффективности работы электрического теплового котла.
10.6.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение эффективности электрического котла.
10.6.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: Включить котел и по достижении температуры теплоносителя 50о-60оС измерить количество выработанного тепла и затраченной для этого котлом электроэнергии.
10.6.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
10.6.3.1. Открыть вентили G2, G2*. Установить тумблер S1 «Heater Mode» в положение «Internal», тумблер S4 установить в положение «OFF». Установить скорость насоса электрического котла «II». Включить стенд автоматическим выключателям QF1.
10.6.3.2.Снять с теплосчетчика SQ1 начальные показания расхода тепловой энергии Q и затем показания температуры t1, t2. Для этого нажать на нем кнопку «▼». На дисплее появится индикация параметра «1Q». Записать его величину. Далее последовательно нажимать кнопку «▼» до появления на дисплее теплосчетчика параметра «1t>» (t1) и «t<» (t2). Записать величины температур t1, t2. Снять со счетчика PI1 начальные показания расхода электроэнергии и записать.
10.6.3.3. Включить котел кнопкой «I» и с помощью его кнопок «▲» (увеличение температуры теплоносителя) и «▼» (уменьшение температуры теплоносителя) задать температуру теплоносителя 50о-60оС (отображается на дисплее котла). Когда температура теплоносителя достигнет 50о-60оС снять показания с теплосчетчика SQ1 и электросчетчика PI1 согласно п.10.6.3.2.
Выключить котел кнопкой «I» и выключить автоматический выключатель QF1.
10.6.3.4. По полученным данным рассчитать выработанное котлом количество тепловой энергии и расход электроэнергии. Привести полученные результаты к единой единице измерения и вычислить эффективность электрического котла.
10.7. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 8. Экспериментальные исследования эффективности системы теплоснабжения.
10.7.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение эффективности системы теплоснабжения исследуемого бокса с учетом потерь на вентиляцию при различных значениях ее интенсивности.
10.7.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: Установить исследуемый бокс вплотную к стенду таким образом, чтобы вырез в его стенке охватывал алюминиевый радиатор отопления. Использовать для программирования α-контроллера алгоритм управления котлом для поддержания в исследуемом боксе постоянной температуры около 40оС разработанный в лабораторной работе №5. Для нескольких (двух-трех или по указанию преподавателя) значений интенсивности вентиляции измерить количество выработанного тепла и затраченной для этого котлом электроэнергии.
10.7.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
10.7.3.1. Открыть вентили G4, G4*. Установить тумблер S1 «Heater Mode» в положение «External», тумблер S4 установить в положение «OFF». Установить скорость насоса электрического котла «II».
ВНИМАНИЕ! Вентили, входящие в выбранный рабочий контур должны быть ОТКРЫТЫ!(Обязательно проверять перед каждым запуском котла).
10.7.3.2. Включить стенд автоматическим выключателем QF1.
Запрограммировать α-контроллер в соответсвии с заданным алгоритмом для поддержания стабильной температуры около 40оС в исследуемом боксе.
Включить в исследуемом боксе вентиляцию и установить ее интенсивность на величину около 1/4 от максимальной.
Запустить программу на исполнение.
10.7.3.2. Когда система выйдет на стабильный режим, снять с теплосчетчика SQ1 начальные показания расхода тепловой энергии Q и затем показания температуры t1, t2. Для этого нажать на нем кнопку «▼». На дисплее появится индикация параметра «1Q». Записать его величину. Далее последовательно нажимать кнопку «▼» до появления на дисплее теплосчетчика параметра «1t>» (t1) и «t<» (t2). Записать величины температур t1, t2. Снять со счетчика PI1 начальные показания расхода электроэнергии и записать.
10.7.3.2. По истечении 15мин остановить исполнение программы и снять показания расхода электроэнергии на счетчике PI1 и выработанного тепла SQ1.
10.7.3.3. Установить в исследуемом боксе интенсивность вентиляции на величину около 1/2 от максимальной.
Запустить программу на исполнение. Когда система выйдет на стабильный режим работы, снять с теплосчетчика SQ1 начальные показания расхода тепловой энергии Q и затем показания температуры t1, t2. По истечении 15мин остановить исполнение программы и снять показания расхода электроэнергии на счетчике PI1 и выработанного тепла SQ1.
10.7.3.4. Установить в исследуемом боксе интенсивность вентиляции на величину около 3/4 от максимальной.
Запустить программу на исполнение. Когда система выйдет на стабильный режим работы, снять с теплосчетчика SQ1 начальные показания расхода тепловой энергии Q и затем показания температуры t1, t2. По истечении 15мин остановить исполнение программы и снять показания расхода электроэнергии на счетчике PI1 и выработанного тепла SQ1.
10.7.3.5. Выключить вентиляцию в исследуемом боксе. Выключить автоматический выключатель QF1.
10.7.3.6. По полученным данным рассчитать выработанное котлом количество тепловой энергии и расход электроэнергии при значениях для каждого из значений интенсивности вентиляции исследуемого бокса.
Привести полученные результаты к единой единице измерения и вычислить эффективность системы теплоснабжения.
10.8. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 4. Повышение эффективности работы системы отопления введением дополнительной ветви с циркуляционным насосом.
10.8.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Исследовать влияние введения дополнительной ветви с циркуляционным насосом на эффективность системы отопления.
10.8.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: Установить исследуемый бокс вплотную к стенду таким образом, чтобы вырез в его стенке охватывал алюминиевый радиатор отопления. Для программирования α-контроллера доработать алгоритм управления котлом (разработанный в лабораторной работе №5) для поддержания в исследуемом боксе постоянной температуры около 40оС с учетом того, что используется дополнительная ветвь с циркуляционным насосом, работающим в те отрезки времени, когда отключен нагреватель котла и его встроенный насос .
10.8.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
10.8.3.1. Открыть вентили G3, G3*, G4, G4*. Установить тумблер S1 «Heater Mode» в положение «External», тумблер S4 установить в положение «ON». Установить скорость насоса электрического котла «II». Установить скорость дополнительного циркуляционного насоса «II».
ВНИМАНИЕ! Вентили, входящие в выбранный рабочий контур должны быть ОТКРЫТЫ!(Обязательно проверять перед каждым запуском котла).
10.8.3.2. Включить стенд автоматическим выключателем QF1.
Запрограммировать α-контроллер в соответсвии с доработанным алгоритмом для поддержания стабильной температуры около 40оС в исследуемом боксе.
Включить в исследуемом боксе вентиляцию и установить ее интенсивность на величину около 1/4 от максимальной.
Запустить программу на исполнение. Проверить корректность работы программы.
10.8.3.3. Когда система выйдет на рабочий режим, снять с теплосчетчика SQ1 начальные показания расхода тепловой энергии Q и затем показания температуры t1, t2. Для этого нажать на нем кнопку «▼». На дисплее появится индикация параметра «1Q». Записать его величину. Далее последовательно нажимать кнопку «▼» до появления на дисплее теплосчетчика параметра «1t>» (t1) и «t<» (t2). Записать величины температур t1, t2. Снять со счетчика PI1 начальные показания расхода электроэнергии и записать.
10.8.3.4. По истечении 30мин остановить исполнение программы и снять показания расхода электроэнергии на счетчике PI1 и выработанного тепла SQ1.
10.8.3.5. Выключить вентиляцию в исследуемом боксе. Выключить автоматический выключатель QF1.
10.8.3.6. По полученным данным рассчитать выработанное котлом количество тепловой энергии и расход электроэнергии.
Привести полученные результаты к единой единице измерения и вычислить эффективность системы теплоснабжения. Сравнить результат с расчетом в предыдущей работе.
10. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
10.1. Лабораторная работа №1 Исследование характеристики термо-ЭДС термопары.
10.1.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Исследовать влияние температуры на величину термо-ЭДС.
10.1.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: произвести измерения термо-ЭДС при комнатной температуре и далее в точках 100, 200 и далее до 1000оС с шагом в 100оС.
10.1.3. ПОРЯДОК РАБОТЫ.
10.1.3.1. Проверить готовность печи к работе, закрыть ее дверь. Включить питание стенда автоматическим выключателем QF (POWER ~220V, 50Hz). Установить тумблер “Measurement/Scan” в положение “Measurement”. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “ON”. Включить выключатель питания печи, при этом загорится ее сигнальная лампа. Снять показания с дисплея “Thermal E.M.F.” величины термо-ЭДС(Е) и с табло терморегулятора печи показания температуры в непрогретой печи (комнатной температуры). Данные занести в таблицу.
10.1.3.2. Установить на терморегуляторе печи температуру 100 оС и запустить программу на исполнение. При достижении установившихся показаний температуры в печи на табло терморегулятора снять показания с дисплея “Thermal E.M.F.”. Данные занести в таблицу.
Таблица 10.1
| T, оС | Tindoor | ... | |||||||
| Thermal E.M.F., mV |
10.1.3.3. Увеличить на терморегуляторе печи температуру на 100 оС и запустить программу на исполнение. При достижении установившихся показаний температуры в печи на табло терморегулятора снять показания с дисплея “Thermal E.M.F.”. Данные занести в таблицу.
10.1.3.4. Повторить действия согласно пункта 10.1.3.3 увеличивая температуру до величины заданной преподавателем. По окончании измерений отключить печь выключателем. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “OFF”. Выключить питание стенда автоматическим выключателем QF. По результатам измерений построить график зависимости E = f(T).
10.2. Лабораторная работа №2 Исследование энергетических характеристик незагруженной печи.
10.2.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить энергетические характеристики незагруженной печи.
10.2.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: произвести измерения расхода электрической энергии для нагрева незагруженной печи от комнатной температуры до 1000оС.
10.2.3. ПОРЯДОК РАБОТЫ.
10.2.3.1. Проверить готовность печи к работе, закрыть ее дверь. Включить питание стенда автоматическим выключателем QF (POWER ~220V, 50Hz). Установить тумблер “Measurement/Scan” в положение “Measurement”. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “ON”. Включить выключатель питания печи, при этом загорится ее сигнальная лампа. Записать показания электросчетчика SW до начала эксперимента.
10.2.3.2. Установить на терморегуляторе печи температуру 1000 оС и запустить программу на исполнение. Одновременно запустить отсчет секундомера кнопкой “Start”.
10.2.3.3. В процессе нагрева печи снять показания электросчетчика, секундомера при температуре(контролируется на табло терморегулятора) от 100 оС до 1000 оС через 100 оС или согласно определенного преподавателем порядка . Данные занести в таблицу.
Таблица 10.2
| T, оС | Tindoor | ... | |||||||
| W, kW*h | Wo | Wend | |||||||
| t, min |
10.2.3.4. По достижению установившейся температуры печи отключить ее выключателем и одновременно остановить секундомер нажатием кнопки “Start”. Снять конечные показания электросчетчика SW. Данные занести в таблицу.
По окончании измерений отключить печь выключателем. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “OFF”. Выключить питание стенда автоматическим выключателем QF.
Рассчитать расход электроэнергии необходимый для разогрева незагруженной печи до температуры 1000 оС по формуле W = Wend - Wo.
Построить временные графики расхода электроэнергии и температуры нагрева незагруженной печи.
10.3. Лабораторная работа №3 Исследование энергетических характеристик загруженной печи.
10.3.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить энергетические характеристики загруженной печи и сравнить с данными работы №2.
10.3.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: произвести измерения расхода электрической энергии для нагрева загруженной печи от комнатной температуры до 1000оС (либо до температуры заданной преподавателем).
10.3.3. ПОРЯДОК РАБОТЫ.
10.3.3.1. Поместить в печь образец материала заданный преподавателем в «плавильной форме». Проверить готовность печи к работе, закрыть ее дверь. Включить питание стенда автоматическим выключателем QF (POWER ~220V, 50Hz). Установить тумблер “Measurement/Scan” в положение “Measurement”. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “ON”. Включить выключатель питания печи, при этом загорится ее сигнальная лампа. Записать показания электросчетчика SW до начала эксперимента.
10.3.3.2. Установить на терморегуляторе печи температуру 1000 оС (либо температуру заданную преподавателем) и запустить программу на исполнение. Одновременно запустить отсчет секундомера кнопкой “Start”.
10.3.3.3. В процессе нагрева печи с образцом материала снять показания электросчетчика, секундомера при температуре(контролируется на табло терморегулятора) от 100 оС до 1000 оС через 100 оС или согласно определенного преподавателем порядка . Данные занести в таблицу.
Таблица 10.3
| T, оС | Tindoor | ... | |||||||
| W, kW*h | Wo | Wend | |||||||
| t, min |
10.3.3.4. По достижению установившейся температуры печи отключить ее выключателем и одновременно остановить секундомер нажатием кнопки “Start”. Снять конечные показания электросчетчика SW. Данные занести в таблицу.
Рассчитать расход электроэнергии необходимый для разогрева загруженной печи до температуры 1000 оС по формуле W = Wend - Wo.
Построить временные графики расхода электроэнергии и температуры нагрева загруженной печи. Сравнить величину расхода электроэнергии с аналогичным параметром в лабораторной работе №2. Оценить эффективность расхода электроэнергии.
10.3.3.5. После остывания печи до температуры близкой к комнатной повторить для образцов различной массы и материала действия согласно п.10.3.3.1 – 10.3.3.4. Данные занести в таблицу. Сравнить результаты между собой на влияние материала и веса образца на эффективность расхода электроэнергии.
По окончании измерений отключить печь выключателем. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “OFF”. Выключить питание стенда автоматическим выключателем QF.
10.4. Лабораторная работа №4 Исследование свойств различных материалов.
10.4.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить температуру плавления образца материала (заданного преподавателем), исследовать влияние температуры на внешние признаки материала (цвет поверхности и др.).
10.4.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: произвести нагрев печи от комнатной температуры до температуры плавления.
10.4.3. ПОРЯДОК РАБОТЫ.
10.4.3.1. Поместить в печь образец материала заданный преподавателем в «плавильной форме». Проверить готовность печи к работе, закрыть ее дверь. Включить питание стенда автоматическим выключателем QF (POWER ~220V, 50Hz). Установить тумблер “Measurement/Scan” в положение “Measurement”. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “ON”. Включить выключатель питания печи, при этом загорится ее сигнальная лампа. Записать показания электросчетчика SW до начала эксперимента.
10.4.3.2. Установить на терморегуляторе печи температуру меньше предполагаемой температуры плавления образца материала на 50 оС (либо температуру заданную преподавателем) и запустить программу на исполнение. Одновременно запустить отсчет секундомера кнопкой “Start”.
10.4.3.3. В процессе нагрева печи с образцом материала снять показания электросчетчика, секундомера при температуре(контролируется на табло терморегулятора) от 100 оС до температуры плавления через 100 оС или согласно определенного преподавателем порядка, отметить изменение внешних признаков образца материала. Данные занести в таблицу.
Таблица 10.4
| T, оС | Tindoor | ... | ... | ... | ... | Tплавления | |||
| W, kW*h | Wo | Wend | |||||||
| Состояние образца | |||||||||
| Цвет поверхности | |||||||||
| Дополнительные Внешние признаки | |||||||||
| t, min |
10.4.3.4. По достижению установившейся температуры (приближающейся к температуре плавления образца материала) проверить состояние образца материала и если точка плавления не достигнута то увеличить температуру на терморегуляторе на 10оС -20оС и продолжить нагрев далее до достижения установившейся температуры. Повторять ступенчатое повышение температуры до достижения температуры плавления.
10.4.3.5. По достижению установившейся температуры плавления образца материала остановить секундомер нажатием кнопки “Start”. Снять конечные показания электросчетчика SW. Данные занести в таблицу. Уменьшить температуру на терморегуляторе на 100оС и в процессе плавного остывания печи следить за изменением состояния образца материала. Зафиксировать температуру кристаллизации материала и записать ее в таблицу.
Отключить печь выключателем.
Рассчитать расход электроэнергии необходимый для разогрева печи до температуры плавления образца материала по формуле W = Wend - Wo.
Построить временные графики расхода электроэнергии, температуры нагрева образца материала и график изменения внешних признаков образца материала от температуры.
10.4.3.6. После остывания печи до температуры близкой к комнатной повторить для образца аналогичной массы из другого материала действия согласно п.10.4.3.1 – 10.4.3.5. Данные занести в таблицу. Сравнить результаты между собой на влияние исследуемых параметров от вида материала.
По окончании измерений отключить печь выключателем. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “OFF”. Выключить питание стенда автоматическим выключателем QF.
10.5. Лабораторная работа №5 Определение температуры размягчения различных материалов.
10.5.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить температуру размягчения образца материала в форме кольца из короткого (длина меньше 1/2 диаметра) отрезка тонкостенной трубы или срез тонкостенного полого профиля (заданного преподавателем), исследовать влияние температуры на внешние признаки материала (изменение формы).
10.5.2. ЗАДАНИЕ на ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ: произвести нагрев печи от комнатной температуры до температуры размягчения.
10.5.3. ПОРЯДОК РАБОТЫ.
10.5.3.1. Поместить в печь образец материала в форме кольца или среза тонкостенного полого профиля заданный преподавателем в «плавильной форме» в стоячем положении на «ребре» (опирающуюся окружностью на плоское основание ванны). Проверить готовность печи к работе, закрыть ее дверь. Включить питание стенда автоматическим выключателем QF (POWER ~220V, 50Hz). Установить тумблер “Measurement/Scan” в положение “Measurement”. Установить тумблер “ON/OFF” в положение “ON”. Включить выключатель питания печи, при этом загорится ее сигнальная лампа. Записать показания электросчетчика SW до начала эксперимента.
10.5.3.2. Установить на терморегуляторе печи температуру меньше предполагаемой температуры размягчения образца материала на 50 оС (либо температуру заданную преподавателем) и запустить программу на исполнение. Одновременно запустить отсчет секундомера кнопкой “Start”.
10.5.3.3. В процессе нагрева печи с образцом материала снять показания электросчетчика, секундомера при температуре(контролируется на табло терморегулятора) от 100 оС до температуры плавления через 100 оС или согласно определенного преподавателем порядка, отметить изменение внешних признаков образца материала. Данные занести в таблицу.
Таблица 10.5
| T, оС | Tindoor | ... | ... | ... | ... | Tплавления | |||
| W, kW*h | Wo | Wend | |||||||
| Состояние образца | |||||||||
| Цвет поверхности | |||||||||
| Дополнительные Внешние признаки | |||||||||
| t, min |
10.5.3.4. По достижению установившейся температуры (приближающейся к температуре размягчения образца материала) проверить состояние образца материала и если точка плавления не достигнута то увеличить температуру на терморегуляторе на 10оС -20оС и продолжить нагрев далее до достижения установившейся температуры. Повторять ступенчатое повышение температуры до достижения температуры плавления.
10.5.3.5. По достижению установившейся температуры размягчения (кольцо или срез тонкостенного полого профиля начнет «оседать» - изменять свою форму) образца материала остановить секундомер нажатием кнопки “Start”. Снять конечные показания электросчетчика SW. Данные занести в таблицу. Отключить печь выключателем.
Рассчитать расход электроэнергии необходимый для разогрева печи до температуры размягчения образца по формуле W = Wend - Wo.
Построить временные графики расхода электроэнергии, температуры нагрева образца материала и график изменения внешних признаков образца материала от температуры.