TD1005 Freie und erzwungene Konvektionsexperimente für thermische Bildungsgeräte
FREIE UND ERZWUNGENE KONVEKTION EXPERIMENT
Die Tischmontageausrüstung umfasst einen vertikalen Kanal, der die gewählte Wärmeübertragungsfläche und alle erforderlichen Instrumente enthält.
Schließen Sie drei verschiedene gemeinsame Wärmeübertragungsflächen mit der Ausrüstung ein:
• Eine flache Platte
• Eine fixierte Oberfläche – ähnlich wie bei einem Röhrenwärmetauscher
• Eine gerippte Oberfläche – ähnlich den Rippen an luftgekühlten Motoren oder elektrischen Kühlkörpern
Jede Oberfläche hat ihre eigene eingebaute elektrische Heizung mit variabler Leistung. Die Schüler wählen die Oberfläche, die sie testen möchten, und bringen sie mit einfachen Befestigungen am Kanal an.
Bei freien Konvektionstests steigt die erwärmte Luft von der Oberfläche und den Kanal hinauf. Bei Zwangskonvektionstests saugt ein Lüfter mit variabler Drehzahl Luft durch den Kanal und über die Oberfläche. Thermoelemente messen die Lufttemperatur vor und hinter der Oberfläche und die Temperatur an der Wärmeübertragungsfläche. Die nachgeschaltete Sonde bewegt sich in einem Traversenmechanismus, um die Temperaturverteilung über den Kanal zu messen, was die Berechnung der Massenauslasstemperatur ermöglicht. Eine zusätzliche Sonde ermöglicht es den Schülern, die Temperaturverteilung entlang der ausgedehnten Oberflächen der gestifteten und gerippten Wärmeübertragungsflächen zu messen. Ein empfindlicher Anemometer misst die Luftgeschwindigkeit.
Zwei Bedienelemente ermöglichen es den Schülern, unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten und Heizleistungen für eine Vielzahl von Tests einzustellen.
Ein digitales Display zeigt die Heizleistung, Luftgeschwindigkeit und die von den Thermoelementen gemessenen Temperaturen an.
Sie können Tests mit oder ohne angeschlossenem Computer durchführen. Für schnellere Tests mit einfacherer Aufzeichnung der Ergebnisse kann jedoch das optionale Versatile Data Acquisition System (VDAS®) geliefert werden. Dies ermöglicht eine genaue Datenerfassung, Überwachung und Anzeige, Berechnung und grafische Darstellung aller wichtigen Messwerte in Echtzeit auf einem Computer.
LERNERFOLGE
• Vergleich von freier und erzwungener Konvektion für verschiedene Oberflächen
• Vergleich der freien Konvektion von vertikalen und horizontalen (gerippten) Oberflächen
• Vergleich der Effizienz der Wärmeübertragungsfläche
• Vergleich des Wärmeübergangskoeffizienten und der Nusselt-Zahl für erzwungene und freie Konvektion
• Temperaturverteilung entlang gerippter und gestifteter Oberflächen
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untersuchung.
