83724

ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ НАГРЕВА ВОДЫ НА ОСНОВЕ ЛУЧИСТОГО ПЛЕНОЧНОГО ЭЛЕКТРОНАГРВАТЕЛЯ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Обогрев помещения осуществляется ПЛЭН, представляющим собой многослойные резисторы, расположенные между двумя специальными пластиковыми пленками. Инфракрасные ПЛЭН излучают тепловую составляющую солнечного света, длинной волны 15 мкм. Это излучение поглощается поверхностью пола, стен и всеми предметами...

Русский

2015-03-16

128.29 KB

0 чел.

Лабораторная работа №5

ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ НАГРЕВА ВОДЫ НА ОСНОВЕ ЛУЧИСТОГО ПЛЕНОЧНОГО ЭЛЕКТРОНАГРВАТЕЛЯ

Цель работы

Изучение скорости нагрева воды и определение температуры в зависимости от напряжения инфракрасного пленочного лучистого электроэнагревателя (ПЛЭН).

 

Порядок выполнения работы

1. Изучить устройство, принцип работы и технические характеристики ПЛЭН.

Общий вид ПЛЭН  показан на рис. 5.1., схема включения приведена на рис. 5.2,  технические характеристики ПЛЭН представлены в табл. 5.1.

Рис. 5.1 Общий вид ПЛЭН

Рис. 5.2 Схема подключения ПЛЭН к ЛАТР

Область применения ПЛЭН: обогрев помещений, нагрев изолированных резервуаров (нефтяная промышленность, подземные и подводные резервуары и т.п.). Инфракрасный ПЛЭН устанавливается на верхней или боковой поверхности резервуара или помещения и может отделяться от внутренней поверхности помещения термоизоляционным покрытием (рис. 5.3). Тепло от инфракрасной пленки излучается и далее равномерно распределяется по помещению (резервуару).

       

Рис. 5.3 Схема размещения ПЛЭН в помещении и направления излучения и конвекции

Обогрев помещения осуществляется ПЛЭН, представляющим  собой многослойные резисторы, расположенные между двумя специальными пластиковыми пленками. Инфракрасные ПЛЭН излучают тепловую составляющую солнечного света, длинной волны 15 мкм. Это излучение поглощается поверхностью пола, стен и всеми предметами, создавая комфортный температурный обогрев помещения. Такой обогрев является аналогом солнечного излучения, имеющего ту же длину волны. Таким образом, нагревается не вещество (воздух, вода) внутри помещения (резервуара), а непосредственно сами предметы и поверхности. Длинноволновый обогрев можно сравнить со световыми лучами. Правильно распределив в комнате источники света можно добиться комфортабельного, равномерного и эффективного освещения. Точно так же распределяются и инфракрасные излучатели с целью наиболее эффективного и равномерного нагрева всего объема помещения (резервуара).

В зависимости от подаваемого напряжения ПЛЭН развивает соответствующую мощность, от величины которой и будет наблюдаться перепад температуры.

Таблица 5.1

Технические характеристики ПЛЭН

Номинальное напряжение

220 В 15%, 50 Гц

Сопротивление в холодном состоянии Rх.с

120 Ом

Класс защиты

3 ГОСТ 1220070-75

Требования безопасности

согласно разделу ОСТ 25977-82 в части требований к электрическим приборам

Соответствие требованиям

СанПиН 2.4.21178-02, СанПиН 2.4.1.1249-03, СанПиН 2.2.4548-96

Размеры ПЛЭН

1520 Х 300 Х 2 мм

Эффективная площадь нагревателя

0,9154 м2

Потребляемый ток

не более 1 А

Плотность мощности поверхности нагревателя

120 – 150 Вт/м2

Длина волны излучения

более 9,0 мкм

Общая мощность

180 Вт

Температура на поверхности нагревателя

45оС

Габариты серийного изделия, м

0,33*0,0004*(1,5; 2; 2,5;  4;5)

Масса одного м2

300 г

2. В работе использован учебный ПЛЭН на номинальное напряжение 110 В. Размеры ПЛЭН 1520 х 300 х 2 мм. Эффективная площадь нагревателя – 0,9154 м2. Для проверки зависимости потребляемого тока I от питающего напряжения U необходимо провести эксперимент по схеме, изображённой на рис. 5.2, изменяя U с помощью ЛАТР.

Поместить ПЛЭН в полиэтиленовую ёмкость объёмом 10 литров, заполненную водой и подключить выводы ПЛЭН к ЛАТР согласно схеме рис. 5.2. Измерение воды производить градусником, источником напряжения является лабораторный авто трансформатор регулируемый (ЛАТР). Внутри ёмкости находятся два термометра, один из них находится в центре ёмкости, другой касается её стенки. На наружной стенке ёмкости закреплён третий термометр – он измеряет температуру поверхности ёмкости, четвёртый термометр измеряет температуру окружающего воздуха. Геометрические размеры ёмкости – ПВХ цилиндр с внешним диаметром 0,235 м, толщиной стенки 0,003 м, длиной 0,3 м. Показания термометров записываются с интервалом в один час (интервал можно сократить до 15 минут).

Измеренные и расчётные величины занести в таблицу №1.

Таблица 5.2

Экспериментальные величины напряжения, тока и мощности ПЛЭН

Напряжение на нагрузке

U (В)

Ток в нагрузке

I (A)

Мощность ПЛЭН

Р =U·I (Вт)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Измерения проводить мультиметром MS8221A.

3. По результатам измерений построить диаграммы зависимости тока I (мА) от напряжения U (В). На кривой отметить мощность P в измеренных точках.

4. По результатам измерений построить диаграммы зависимости мощности P (Вт) от подаваемого напряжения U (В).

5. Сделать выводы и рекомендации.

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы

2. Цель работы

3. Общий вид исследуемого прибора и его характеристики

4. Схема подключения

5. Таблица 5.2 с измеренными и расчетными данными.

6. Выводы и рекомендации по работе


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26002. Натурфилософия Древней Греции. Сущность материализма 29.47 KB
  Жан Жак Руссо .В любом из произведений Руссо непрестанно звучат четыре лейтмотива: культ личности чувствительность культ природы и ощущение социальной несправедливости. Эти Руссо замечает что жизнь человека в этом лучшем из миров не соответствует его подлинной сущности что человек не таков каким он должен быть согласно своей истинной природе но и представляется не тем что он есть на самом деле люди не решаются показаться тем что они есть стало выгоднее притворяться не таким каков ты есть на самом деле. Чем больше накапливаем...
26003. СМО с бесконечной очередью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 23.44 KB
  СМО с бесконечной очередью для пуассоновских потоков. Из СМО с очередью конечной длины можно получить СМО с неограниченной очередью если устремить. Рассмотрим частный случай одноканальной системы с бесконечной очередью
26004. СМО с бесконечной очередью для произвольных потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 30.06 KB
  СМО с бесконечной очередью для произвольных потоков. Рассмотрим случай который можно интерпретировать либо как наличие немедленного обслуживающего прибора интенсивность обслуживания которого растет линейно с ростом числа ожидающих требований либо как систему в которой всегда найдется новый обслуживающий прибор доступный каждому вновь поступающему требованию. СМО типа М М ∞ с бесконечным числом обслуживающих приборов Переходя к равенству: Получаем: Можно выписать искомые решения для pk и N: Условие эргодичности в данном случае также...
26005. СМО с бесконечной очередью и частичной взаимопомощью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 60.64 KB
  СМО типа М М m Переходя к решению для pk в соответствии с равенством: Видим что это решение должно быть разбито на две части так как зависимость k от k также имеет две части. Соответственно при k≤m: Аналогично при k≥m: Объединяя результаты получим: Где: Теперь с помощью: Можно выписать решение для p0: И следовательно: Вероятность того что поступающее требование окажется в очереди задается равенством: Таким образом:.
26006. СМО с бесконечной очередью и частичной взаимопомощью для произвольных потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 35.06 KB
  Эта система в строгом смысле является саморегулируемой. Подходящей моделью для описания такой системы является процесс размножения и гибели при следующем выборе параметров: Система является эргодической.
26007. СМО с бесконечной очередью и полной взаимопомощью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 32.91 KB
  Каждое вновь поступившее требование подается на свой отдельный обслуживающий прибор однако если требование поступает в момент когда все приборы заняты то оно теряется.
26008. СМО с бесконечной очередью и полной взаимопомощью для произвольных потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 46.78 KB
  Такая модель задается следующим образом: Эта система является эргодической. СМО типа М М ∞ М Для вероятностей pk этой системы из: Имеем: Где биноминальные коэффициенты определяются обычным образом: Определяя p0 получаем: И следовательно: Таким образом: Не составляеет труда вычислить среднее число требований в системе: Используя частную производную получаем:.
26009. СМО с конечной очередью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 76.36 KB
  Длина очереди m число мест в очереди. Если все места в очереди заняты то заявка получает отказ. Если при обслуживании освобождается канал то из очереди переходит очередная заявка на обслуживание; все заявки сдвигаются и вновь поступившая заявка ставится в конец очереди. вероятность того что заявке придется стоять в очереди вероятность очереди: 4.
26010. Понятие системного обслуживания. Классификация 39.96 KB
  Системой массового обслуживания СМО называется любая система для выполнения заявок поступающих в нее в случайные моменты времени. Оптимизация и оценка эффективности СМО состоит в нахождении средних суммарных затрат на обслуживание каждой заявки и нахождение средних суммарных потерь от заявок не обслуженных. Каналом обслуживания называется устройство в СМО обслуживающее заявку. СМО содержащее один канал обслуживания называется одноканальной а содержащее более одного канала обслуживания многоканальной.