Методика проведения работы и обработка результатов

Перед началом работы необходимо ознакомиться с устройством и принципом действия лабораторной установки (см. раздел 3.1).

Целесообразно с помощью рукояток фиксации наклона электрокамина привести его в вертикальное положение (или постараться уменьшить наклон корпуса электрокамина до минимума). При необходимости – установить электрокамин симметрично относительно направляющих 8 (рис. 1) и перпендикулярно измерительной линейке: так, чтобы вертикальная проекция верхнего нагревательного элемента соответствовала нулю линейки. Подключить электрокамин к сети лаборатории.

Установить и закрепить зонд теплового потока в струбцине стойки (как это указано в п. 3.1). Закрепить струбцину с зондом на стойке на высоте верхнего нагревательного элемента электрокамина. Установить стойку с зондом на столе так, чтобы левая сторона основания стойки касалась измерительной линейки, а датчик зонда был направлен на электрокамин (как это показано на рис. 1). В дальнейшем перемещать стойку с зондом только вдоль линейки. Подключить зонд к прибору, а переключатель выбора измеряемой величины на приборе установить в положение «ПЛОТНОСТЬ ПОТОКА». Включить прибор и убедиться в отсутствии излучения.

Из предложенных ниже заданий обязательно должны быть выполнены 1-е и 2-е. Задания 3 и 4 выполняются по указанию преподавателя.

Задание 1. Исследовать зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния до излучающего объекта – электрокамина.

1. Включить верхний нагревательный элемент электрокамина левой клавишей и дать ему прогреться в течение 3-х минут.

2. Вручную медленно перемещать стойку с зондом вдоль линейки по направлению к электрокамину, следя за ростом показаний на индикаторе прибора, пока на индикаторе не высветится только одна цифра – единица в крайнем левом разряде (сигнал о «зашкаливании»). После этого несколько отодвинуть стойку с зондом от электрокамина – так, чтобы на индикаторе прибора снова появились четыре значащих цифры, т. е. показание было несколько менее 2000 Вт/м². После минутной паузы зафиксировать показание прибора (здесь и далее интенсивность излучения определять как среднее значение не менее пяти замеров). Занести измеренную величину W, а также значение расстояния X от датчика до электрокамина в табл. 1 (помня о том, что датчик расположен на 250 мм ближе к электрокамину, чем основание стойки, по которому производится отсчет).

Таблица 1

Зависимость интенсивности теплового излучения W

от расстояния X до источника излучения

3. Перемещать стойку с зондом вдоль линейки в направлении от электрокамина, производя через каждые 100 мм измерения интенсивности излучения W, как это указано в п. 2. Перед каждым измерением в новом положении для установления теплового режима датчика необходимо выдержать паузу длительностью не менее 1 минуты. Результаты измерений (вместе со значениями расстояний X) занести в табл. 1.

4. Построить график зависимости W (X) – среднего значения интенсивности теплового излучения от расстояния до источника излучения.

Задание 2. Определить эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов из различных материалов.

1. Перемещая стойку с зондом вдоль линейки, установить датчик на минимальном из имеющихся в табл. 1 расстояний X от электрокамина, превышающем 125 мм (125 мм – расстояние от электрокамина до устанавливаемых в направляющих защитных экранов).

2. После минутной выдержки зафиксировать величину интенсивности излучения; занести результат (W₀) и значение Х в табл. 2 (при зашкаливании прибора – увеличить расстояние X).

3. Последовательно устанавливая в направляющие указанные в табл. 2 защитные экраны, произвести измерения интенсивности излучения W при наличии защиты. Каждое измерение производить после 4-минутной выдержки вслед за установкой очередного экрана – для установления теплового режима. Результаты занести в табл. 2.

Таблица 2

Эффективность защиты Э от теплового излучения экранированием

Экран	W, Вт/м2	%
Металлический темный
Металлический светлый
Брезентовый
С цепями
X = ____ мм; W0 = ______ Вт/м2

4. Рассчитать и занести в табл. 2 эффективность Э защитного действия экранов. Сделать выводы.

5. В случае, если задания 3 и 4 выполняться не будут, выключить

верхний нагревательный элемент электрокамина и прибор. Отключить электрокамин от сети. Отсоединить зонд теплового потока от прибора и извлечь его из струбцины стойки. После остывания снять защитный экран.

Задание 3. Оценить эффективность комбинированной защиты от теплового излучения – охлаждаемыми потоком воздуха экранами.

1. Установить и закрепить на одной из направляющих для защитных экранов струбцину с держателем шланга воздуходувки (как это показано на рис. 1). Отпустив винт 27 крепления держателя шланга в струбцине (рис. 1), путем осевого перемещения и поворота держателя направить свободный конец шланга на внешнюю поверхность защитного экрана на высоте верхнего нагревательного элемента электрокамина. Зафиксировать держатель тем же винтом 27.

2. Подключить пульт управления воздуходувки к сети лаборатории (сама воздуходувка должна быть подключена к пульту управления). Установить регулятор на пульте управления в положение максимального расхода воздуха (убедиться в том, что воздух начал поступать).

3. Измерить интенсивность излучения (на таком же расстоянии X от электрокамина, что и в задании 2) и рассчитать эффективность комбинированной защиты Э для каждого защитного экрана аналогично п. п. 3 и 4 задания 2 (величину W₀ также взять из табл. 2). Результаты занести в табл. 3.

Таблица 3

Эффективность защиты Э от теплового излучения

экранами с принудительным воздушным охлаждением

Экран	W, Вт/м2	%
Металлический темный
Металлический светлый
Брезентовый
С цепями
–
X = ____ мм; W0 = ______ Вт/м2

4. Сравнить эффективность комбинированной защиты (табл. 3) и экранирования без воздушного душирования (табл. 2). Сделать выводы.

5. Измерить интенсивность излучения с наличием воздушной завесы (при том же направлении потока воздуха), но без защитного экрана. Сопоставить последнее значение W с величиной W₀ (без воздушной завесы и экрана), при необходимости рассчитать величину Э. Результаты занести в табл. 3 и сделать вывод.

6. Выключить воздуходувку поворотом регулятора пульта управленияпротив часовой стрелки до упора.

7. Выключить прибор, отсоединить от него зонд теплового потока и извлечь зонд из струбцины стойки.

8. В случае, если задание 4 выполняться не будет, выключить нагревательный элемент электрокамина. Отключить электрокамин и воздуходувку от сети лаборатории. Снять держатель со шлангом с направляющей.

Задание 4. Определить температуру защитных экранов при наличии и отсутствии принудительного воздушного охлаждения.

1. Установить и закрепить температурный зонд в струбцине стойки (как это указано в п. 3.1), не меняя высоты установки струбцины на стойке (крепление температурного зонда производится за рукоятку; вылет температурного датчика относительно основания стойки значения не имеет).

2. Подключить зонд к прибору (правое гнездо на верхней боковой панели). Переключатель выбора измеряемой величины на приборе установить в положение «ТЕМПЕРАТУРА». Включить прибор.

3. Установить в направляющие металлический темный защитный экран. Перемещая струбцину с зондом вдоль линейки ввести датчик зонда в плотное соприкосновение с экраном. Измерить температуру экрана (после 4-минутной выдержки) и занести результат в табл. 4.

4. Включить воздуходувку на максимальный расход воздуха и (вновь после 4-минутной выдержки) определить температуру экрана. Результат

Таблица 4

Результаты измерения температуры защитных экранов

занести в табл. 4 и выключить воздуходувку регулятором расхода воздуха.

5. Произвести измерения температуры аналогично п. п. 3 и 4 для трех других защитных экранов (каждый раз контролировать наличие плотного контакта датчика и экрана). Результаты занести в табл. 4. Сделать выводы.

6. Убедиться в диатермичности воздуха, произведя измерения его температуры аналогично п. п. 3 и 4 в той же точке, но без защитного экрана и 4-минутных пауз. Данные занести в табл. 4.

7. Выключить воздуходувку, верхний нагревательный элемент электрокамина и прибор.

8. Отсоединить от прибора зонд и извлечь его из струбцины стойки.

9. Отключить электрокамин и воздуходувку от сети лаборатории. Снять держатель со шлангом с направляющей.