POLITECHNIKA LUBELSKA

LABORATORIUM ELEKTROTERMII

w LUBLINIE

ĆWICZENIE Nr 1

NAZWISKA:

Jakubaszek

Gumiela

Kędzierski

IMIONA:

Darek

Wanda

Tomasz

SEMESTR

IV

GRUPA:

Edi. 4.2

ROK AKADEM.

98/99

TEMAT :

ZASADA MODELOWANIA ELEKTRYCZNEGO.

DATA WYKONANIA

3-03-99

OCENA

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z modelowaniem pól temperaturowych przy pomocy odpowiadających im pól elektrycznych.

Spis przyrządów.

1.woltomierz ME EP 43.3/1604;zakres 150 V; klasa 0,5 PL-E3-P3-92.

2.miernik cyfrowy DIGITAL MULTIMETER TYPE V543; PL-E3-P3-161; zakres 1000V

3.opornik elektroenergetyczny PL-E3-P3-86 In=0,8A R=250 Ω

Warunki początkowe:

w każdym miejscu płyty

dla τ=0, t=0oC

warunki brzegowe:

dla x=0 t=1000oC

dla x=g t=0oC

W skład obwodu wchodzi 9 kondensatorów po 20μF i 9 oporników po 2MΩ i opornik wejściowy R=700kΩ. Ilość czwórników w modelu n=9.Współczynnik dyfuzyjności cieplnej a=10*10-6 m2/s.

W poszczególnych węzłach zmierzyliśmy napięcie woltomierzem lampowym dla określonych czasów τe przy napięciu wejściowe równym100 V.

Następnie obliczyłem skalę temperatur i skalę czasu, a potem na podstawie analogii przeliczyłem napięcie na temperaturę, oraz czas elektryczny τe na czas cieplny τc.

Pomiary i obliczenia.

L. węzła

Odległ

τe

[s]

60

120

180

240

300

360

U

[V]

61,49

68,7

71,8

73,5

74,8

75,7

I

0,5555

τc

[s]

4.70

9,41(*)

14,11

18,82

23,52

28,22

t

[oC]

614,9

687(*)

718

735

748

757

U

[V]

27,7

40,7

46,7

50,2

52,5

54,3

II

1,1111

τc

[s]

4,70

9,41

14,11

18,82

23,52

28,22

t

[oC]

277

407

467

502

525

543

U

[V]

10,6

22,7

30,0

34,8

38,0

40,4

III

1,6665

τc

[s]

4,70

9,41

14,11

18,82

23,52

28,22

t

[oC]

106

227

300

348

380

404

U

[V]

3,5

11,3

18,0

23,1

26,9

29,8

IV

2,2222

τc

[s]

4,70

9,41

14,11

18,82

23,52

28,22

t

[oC]

35

113

180

231

269

298

U

[V]

1,8

6,2

11,1

15,5

19,2

22,2

V

2,7775

τc

[s]

4,70

9,41

14,11

18,82

23,52

28,22

t

[oC]

18

62

111

155

192

222

U

[V]

0,32

1,83

4,7

7,9

11,0

13,8

VI

3,3333

τc

[s]

4,70

9,41

14,11

18,82

23,52

28,22

t

[oC]

3,2

18,3

47

79

110

138

U

[V]

0,22

0,76

2,3

4,3

6,7

9,2

VII

3,8889

τc

[s]

4,70

9,41

14,11

18,82

23,52

28,22

t

[oC]

2,2

7,6

23

43

67

92

U

[V]

0,2

0,51

1,35

2,6

4,5

65

VIII

4,4444

τc

[s]

4,70

9,41

14,11

18,82

23,52

28,22

t

[oC]

2

5,1

13,5

26

45

6,5

U

[V]

0,1

0,18

0,55

1,4

2,8

4,5

IX

5

τc

[s]

4,70

9,41

14,11

18,8

23,52

28,22

t

[oC]

1

1,8

5,5

14

28

45

Skala temperatur: 0x01 graphic

Skala czasu : 0x01 graphic

0x01 graphic

Ponieważ f0=fτ to fτ=0.0784

Przykładowe obliczenia.

(*)t = U * ft =68,7V*10oC/V = 687oC

(*)τc = τe* fτ = 120s * 0,0784 = 9,41s0x08 graphic

Odległość = 0x01 graphic

0x08 graphic

VII. Wnioski.

Dzięki analogii pomiędzy wielkościami elektrycznymi i cieplnymi można było zbudować model analizatora cieplnego. Analizator taki zbudowany jest z czwórników RC ,które są traktowane jako ściany nagrzewane jednostronnie .W naszym przypadku mierząc potencjał otrzymaliśmy ,stosując odpowiednie równania, rozkład zmian temperatury w funkcji czasu i odległości .Z naszych pomiarów wynika , że wraz ze wzrostem odległości (głębokości wnikania ciepła przez ścianę) temperatura maleje .

Największy przyrost temperatury obserwuje się w początkowej fazie nagrzewania zaś w fazach późniejszych następuje normowanie się temperatury i niemal że jej jednostajny powolny przyrost.

0x01 graphic

0x01 graphic