Типовой комплект учебного оборудования «Теплотехника и термодинамика», ЭЛБ-171.034.05

Описание товара

Лабораторный стенд «Теплотехника и термодинамика»  предназначен для проведения лабораторно – практических занятий  по курсу «Теплотехника и термодинамика» в средних специальных и высших учебных заведениях.

Выполнение лабораторных работ способствует лучшему усвоению теоретического курса, приобретение практических основ. В ходе проведения работ приобретаются навыки в обращении с измерительными приборами и оборудованием, постановке лабораторных задач и обработке экспериментальных данных.

Стенд представляет собой рамное основание, выполненное из металлического профиля покрашенного порошковой краской. Основание имеет поворотные колесные опоры с тормозами. На рамном основании монтируется блок управления стендом, а также гидравлическая и пневматическая системы стенда.

Блок управления, выполненный из листовой стали и окрашен порошковой краской светло серого цвета.  Лицевая панель выполнена из ABS пластика белого цвета с текстурой «шагрень», для обеспечения устойчивости к царапинам, сколам и другим повреждениям, возможным при длительной эксплуатации стенда. Все надписи и обозначения на лицевой панели выполнены с помощью цветной термопечати.

Блок прикручен к раме стенда на винтах для удобства демонтажа в случае гарантийного ремонта.

Гидравлическая система имеет в своем составе два контура:

• контур горячей воды
• контур холодной воды.

Вся гидравлическая система выполнена из полипропиленового трубопровода.

В состав гидравлической системы входят следующие устройства

• Электрический котел. На входе и выходе электрического котла установлены датчики температуры. Датчики подключаются к измерительной системе стенда.
• Реле давления.
• Циркуляционный насос горячего контура.
• Циркуляционный насос холодного контура.
• Накопитель для холодной воды.
• Группа безопасности.
• Датчик температуры воды холодного и горячего контура.
• Датчик расхода воды горячего и холодного контура.
• Запорная арматура для изменения направления потоков жидкости.

В состав пневматической схемы  входят следующие устройства

• Воздушный компрессор с ресивером и регулятором давления.
• Датчик температуры воздуха.
• Датчик расхода воздуха.
• Датчик давления.
• Запорная арматура.

Лабораторные модули

Для выполнения работ в комплекте со стендом поставляются лабораторные модули. Они подразделяются на модули, подключаемые к гидравлической системе, пневматической системе и модули подключаемые к блоку управления.

Гидравлические модули:

1. Теплообменник «труба в трубе».

Теплообменник состоит из наружной электросварной трубы и  внутренней электросварной трубы. Материал труб - нержавеющая сталь.

Теплообменник «Труба в трубе» имеет подсоединение к гидравлической магистрали при помощи быстросъемных соединений.

2. Пластинчатый теплообменник.

Паянный пластинчатый теплообменник, состоящий из 20 пластин с площадью теплообмена пластины – не менее  0,0117 м2. Теплообменник подсоединяется к гидравлической магистрали при помощи быстросъемных соединений.

3. Поворотный металлический цилиндр.

Модуль для определения коэффициента теплоотдачи при свободном движении омывающей среды представляет собой трубу. Труба располагается на поворотном основании, позволяющем устанавливать трубу горизонтально и вертикально. Температура стенок трубы определяется с помощью датчика температуры. Модуль подключается к системе горячего контура при помощи быстросъемных соединений.

Пневматические модули:

4. Суживающееся сопло

Модуль для изучения адиабатического истечения газа представляет собой цельную деталь, выточенную из дюралюминия. Диаметр входного сечения сопла составляет не менее 5,4 мм, выходного не менее 2 м. Для исследований, на сопле имеются датчики давления.

5. Модуль для определения вязкости воздуха

Модуль выполнен в виде насадка, в котором установлена капиллярная трубка, а также насадок имеет вывод для подключения датчика давления. Модуля подключается к пневматической системе при помощи быстросъемных соединений.

Самостоятельный модули.

6. Печь для изучения теплопроводности материалов.

Модуль представляет собой лабораторную печь, выполненную из ABS пластика. На дне печи установлена железная пластина, которая нагревается при помощи резисторов. Модуль оснащен датчиками температуры. В комплект также входят исследуемы образцы: резина, капролон, пенопласт разной толщины.

7. Трубопровод для исследования теплопередачи.

Модуль состоит из медной трубы, на которой установлено не менее 4 датчиков температуры. Показания датчиков отображаются на дисплее блока управления. Для безопасности, труба помещена в оцинкованный кожух. Пространство между медной трубой и кожухом заполнено теплоизолирующей ватой. Для измерения температуры и скорости воздуха в комплекте поставляется термоанемометр.

8. Калориметр для изучения теплоемкости воздуха.

Модуль представляет собой герметичный калориметр, выполненный из непрозрачного акрила. В калориметре установлен нагреватель и датчик температуры. В верхней части калориметра имеется вывод для подключения датчика давления.

Стенд  имеет возможность подключения к компьютеру для передачи данных измерений. Связь с компьютером осуществляться по интерфейсу USB имеющему гальваническую развязку для защиты порта компьютера.

При подключении к ноутбуку измерительная система работает под управлением программного комплекса ELAB или эквивалента. Программное обеспечение выводит данные в графическом виде, а также сохранять их для дальнейшей обработки в табличном и графическом виде.

Программный комплекс ELAB имеет свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ на интеллектуальную собственность. Программный комплекс ELAB предназначается для управления источниками питания, регистрации данных от измерительных приборов и датчиков, а также дальнейшей обработки и сохранения в различных форматах результатов экспериментальных исследований в окне программы на экране компьютера. Программный комплекс ELAB при каждом запуске автоматически определяет активный COM порт подключения оборудования, с его подсветкой во всплывающем окне. Доступные модули управления выполнены в едином стиле.

Виртуальный лабораторный практикум

В комплект поставки также входит виртуальный лабораторный практикум по изучению основных положений теплотехники и термодинамики:

- определение коэффициента теплопроводности материала методом пластины;

- определение энергетической светимости серого тела;

- экспериментальная проверка выполнения закона Стефана-Больцмана;

- солнечный коллектор;

- основные газовые процессы: адиабатный, изобарный, изотермический, изохорный.

Мультимедийное представление изучаемого процесса

В программное обеспечение входит мультимедийное представление изучаемого процесса, условно разделенное на режимы обучения.

В ходе мультимедийного представления изучаемого процесса:

• представлен теоретический материал по выбранной тематике;
• представлен справочный материал, необходимый для выполнения лабораторной работы;
• указан порядок проведения лабораторной работы;
• производится оценка проведенных расчетов;
• полученные результаты сохраняются в файл для дальнейшего ознакомления преподавателем.

Мультимедийное представление изучаемого процесса позволяет в виртуальной 3D среде самостоятельно моделировать изучаемый процесс путем изменения его параметров, с возможностью визуального наблюдения за изменениями процесса.

Выполнение лабораторной работы позволяет при случайной выборке исходных данных из массива вычислять параметры изучаемого процесса с подтверждением правильного (неправильного) решения.

Режим обучения основан на новой методике, позволяющей использовать данный метод в дистанционном обучении, путем создания эффекта погружения в виртуальную среду изучаемых объектов, для формирования практических навыков, понимания сути явлений и процессов, моделируемых в программе.

В ПО использован 3D-движок, обладающий возможностями высокой производительности в режиме реального времени и трехмерной визуализации посредством Direct3D и OpenGL технологий. Разрешение текстур моделей 1024х1024 пикселей. Реализована возможность настройки отображения трехмерной графики в реальном времени.

Системные требования: процессор: не менее Intel/AMD, 1,6 ГГц;ОЗУ 1 Гб; видеопамять: 512 Мб; разрешение экрана: 1280x720 ОС Microsoft Windows 7, 8, 10; поддержка OpenGL версии 2.0, DirectX версии 9.0.c, Аудиокарта, клавиатура и компьютерная мышь с колесом прокрутки средства воспроизведения звука (аудиоколонки, наушники).

Лабораторные работы

1. Исследование теплопроводности материалов методом пластины.
2. Исследование теплопередачи при естественной конвекции воздуха около горизонтального цилиндра.
3. Исследование теплопередачи при естественной конвекции воздуха около вертикального цилиндра.
4. Изучение процесса адиабатного истечения газа через суживающееся сопло.
5. Исследование теплового процесса в теплообменном аппарате типа «труба в трубе».
6. Исследование конвекции при вынужденном движении воздуха в трубе.
7. Определение коэффициента вязкости воздуха.
8. Определение отношения теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме.
9. Изучение теплообменного аппарата
10. Определение теплоемкости воздуха.

Комплект поставки

• Лабораторный стенд «Теплотехника и термодинамика» - 1шт.
• Техническая документация на электронном носителе (методические материалы, руководство по эксплуатации, учебный видеоролик) - 1 шт.
• Гарантийный талон - 1 шт.
• Паспорт - 1 шт.
• Ноутбук- 1шт.

Технические характеристики

Электропитание от сети переменного тока: напряжение, В 220, частота, Гц 50
Наибольшая потребляемая мощность, кВт 4