Συσκευή Θερμικής Ακτινοβολίας (Radiation Heat Transfer)

Συσκευή μετάδοσης θερμότητας με ακτινοβολία με σκοπό την πειραματική μελέτη των νόμων Stefan – Boltzmann, Kirchoff, Lambert, αποτελούμενη από:

α. Σύστημα Θερμικής Πηγής

• Ακτινοβολούσα επιφάνεια μέλανος σώματος, από αλουμίνιο, με διάμετρο 100mm, ηλεκτρικά θερμαινόμενη, με ρυθμιζόμενη τάση έως 230V (max 200W) εφοδιασμένη με θερμοζεύγος για την καταγραφή της θερμοκρασίας (max 300°C).
• Φωρατής τεσσάρων (4) πλακών, διαφορετικού συντελεστού εκπομπής (δύο μαύρου χρώματος, μία φαιού και μία με επιφάνεια στιλβωμένη), η κάθε μία φέρουσα θερμοζεύγος για τη μέτρηση της θερμοκρασίας.
• Συνοδευόμενη από ψηφιακό ραδιόμετρο για τη μέτρηση της θερμικής ροής σε W/m2.

β. Σύστημα Φωτεινής Πηγής

• Πηγή φωτός διαχεόμενης ενέργειας από λυχνία με ρυθμιζόμενη τάση έως 230V (max 40W), εντός περιστρεφόμενου κατά 180° περιβλήματος, τοποθετημένη σε διευθυντήριο μηχανισμό.
  
• Ψηφιακό φωτόμετρο για τη μέτρησης της προσπίπτουσας πυκνότητα φωτός σε Lux.
  
• Επίπεδα πλακίδια φίλτρου, διαφορετικής αδιαφάνειας και πάχους, και διαφράγματα για τη διερεύνηση των νόμων της απορροφητικότητας της φωτεινής ακτινοβολίας.

Συσκευή Μεταφοράς Θερμότητας με συναγωγή και ακτινοβολία (Convenction and Radiation Heat Transfer)

Συσκευή, κατάλληλα μελετημένη για την πειραματική διερεύνηση των συνδυασμένων μηχανισμών, τόσο της φυσικής όσο και της βεβιασμένης συναγωγιμότητας και της ακτινοβολίας, με τη χρήση ενός θερμαινόμενου κυλίνδρου σε διευθέτηση διασταυρούμενης ροής ρευστού, αποτελούμενη από:

• Κυλινδρικής διατομής αεραγωγό, στη βάση του οποίου είναι προσαρμοσμένος φυγοκεντρικός ανεμιστήρας ρυθμιζόμενης ταχύτητας αέρα (0-8m/s).
  
• Ηλεκτρικά θερμαινόμενο οριζόντιο κύλινδρο, D=10mm, (εντός του αγωγού), με ρυθμιζόμενη τάση (max 100W & 600°C), μελανής επιφάνειας με συντελεστή εκπομπής ε=1 και με δυνατότητα περιστροφής κατά 180°.
  
• Μία σειρά θερμοζευγών για τη μέτρηση των θερμοκρασιών του κυλίνδρου και του ρεύματος του αέρα

Πειραματικές ασκήσεις:

• Προσδιορισμός των ποσοτήτων ροής θερμότητας (Qrad. + Qconv.) από τον κύλινδρο, σε Φυσική Συναγωγιμότητα, για μια ευρεία περιοχή μεταβολών των επιφανειακών θερμοκρασιών.
  
• Μετρήσεων του συντελεστή hconv. σε χαμηλές επιφανειακές θερμοκρασίες και του συντελεστή hrad, σε υψηλές επιφανειακές θερμοκρασίες.
  
• Προσδιορισμός της επίδρασης της βεβιασμένης συναγωγιμότητας στη μεταφορά θερμότητας από ένα κύλινδρο, σε μεταβλητές ταχύτητες ροής αέρα.
  
• Διερεύνηση του τοπικού συντελεστή μεταφοράς θερμότητας περί έναν κύλινδρο, σε μεταβαλλόμενες ταχύτητες ροής αέρα.

Συσκευή Μεταφοράς Θερμότητας από πτερύγιο (Fins Heat Transfer)

Μεταφορά θερμότητας με χρήση του μηχανισμού της αγωγιμότητας εντός της ράβδου και των μηχανισμών της φυσικής συναγωγιμότητας και της ακτινοβολίας προς το περιβάλλον.

Αποτελούμενη από:

• Μπρούτζινη κυλινδρική ράβδο, με εξωτερικό επίστρωμα μαύρου χρώματος ματ, διαμέτρου 10mm, μήκους 350mm, ηλεκτρικά θερμαινόμενη στο ένα άκρο της, με ρυθμιζόμενη τάση έως 230V (max 30W).
  
• Μία σειρά θερμοστοιχείων, εφαρμοζόμενα στην ράβδο, κατά ίσα διαστήματα των 50mm, για την καταγραφή των επιφανειακών θερμοκρασιών της, όπου αναπτύσσεται ένα θερμοκρασιακό προφίλ, καθ’όλο το μήκος της.

Συσκευή Επίδειξης Σφαλμάτων στης μετρήσεις Θερμοκρασίας, λόγω ακτινοβολίας (Temperature Errors due to Radiation Heat Transfer)

Επιτραπέζια συσκευή μικρής κλίμακας, αποτελούμενη, κυρίως, από:

• έναν κυκλικής διατομής αεραγωγό, από ανοξείδωτο χάλυβα, στη βάση του οποίου εφαρμόζεται φυγοκεντρικός ανεμιστήρας, ρυθμιζόμενης ταχύτητας αέρα ροής (0-8m/s), και ψηφιακό ανεμόμετρο.
  
• Ηλεκτρικό θερμαντήρα με ρυθμιζόμενη τάση έως 230V (max 200W), ως ακτινοβολούμενη πηγή για τον έλεγχο τριών θερμοζευγών, διαφορετικού τύπου.
  
• Επιπρόσθετα αισθητήρια καταγραφής και θερμοκρασίας της εσωτερικής επιφάνειας του αγωγού και της θερμοκρασίας του εισερχόμενου σε αυτόν, αέρα.
  
• Φίλτρο περιορισμού των σφαλμάτων μέτρησης λόγω ακτινοβολίας.

Πειραματικές δυνατότητες επίδειξης επηρεασμού των θερμοκρασιακών μετρήσεων από τη μεταφερόμενη θερμική ακτινοβολία σε αισθητήρα και πιο συγκεκριμένα:

• Η επίδραση της θερμοκρασιακής διαφοράς μεταξύ αισθητήρων και περιβάλλοντος
  
• Η επίδραση της ταχύτητας του αέρα
  
• Η επίδραση του μεγέθους του αισθητηρίου
  
• Η επίδραση του συντελεστή εκπομπής του αισθητηρίου.
  
• Επίδειξη των μεθόδων ελάττωσης των σφαλμάτων στις μετρήσεις θερμοκρασίας, λόγω ακτινοβολίας από μία πηγή, που είναι θεατή στον αισθητήρα, με χρήση φίλτρων
  
• Μελέτη αισθητήρα - αντίστασης και Ακτινοβολία.

Συσκευή Μη Μόνιμης (ασταθούς) Μεταφοράς Θερμότητας (Unsteady Heat Transfer)

Επιτραπέζιου τύπου κατάλληλη για τη μελέτη της μη μόνιμης μετάδοσης θερμότητας με αγωγιμότητα και συναγωγιμότητα.

Αποτελούμενη κυρίως από:

• Ένα λουτρό ύδατος με κεντρικό κανάλι ροής και θερμαντήρα 3kW, τροφοδοτούμενο από αντλία, μεταβλητής ταχύτητας ροής για την επίτευξη σταθερής φυσικής συναγωγής.
  
• Μια σειρά στερεών υλικών σωμάτων και κανονικών γεωμετρικών σχημάτων, όπως πλάκες, σφαίρες, κυλίνδροι (διαφορετικής διαμέτρου) από διαφορετικά υλικά επίστρωσης μπρούτζου και ανοξείδωτου χάλυβα, εμβαπτιζόμενα στο λουτρό.
  
• Σειρά θερμοζευγών για μετρήσεις των στερεών υλικών σωμάτων, του λουτρού και του νερού.

Δυνατότητα διεξαγωγής των παρακάτω τουλάχιστον, πειραματικών διαδικασιών:

• Ποιοτική παρατήρηση του φαινομένου της μη μόνιμης μεταφοράς θερμότητας στο κέντρο των στερεών σωμάτων.
  
• Προσδιορισμός του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας “k” ή “λ” με τη βοήθεια χαρτών (transient – temperature heat flow charts”.
  
• Διερεύνηση της επίδρασης του σχήματος, του μεγέθους και των ιδιοτήτων των στερεών υλικών σε ασταθείς συνθήκες ροής θερμότητας.
  
• Διερεύνηση εφαρμογής της μεθόδου “Lamped Thermal Capacitance” στην ανάλυση της “Transient Temperature”.

Συσκευή προσδιορισμού του Συντελεστή Θερμικής Αγωγιμότητας Υγρών και Αερίων (Thermal Conductivity of Liquids and Gases)

• Επιτραπέζιου τύπου, μηχανισμού πείρου - χιτωνίου, κυλινδρικού σχήματος, σχεδιασμένη να υποδέχεται υγρά και αέρια σε μεμβρανοειδή επιφάνεια , (πdmL), πάχους Δr.
• Υλικό πλήρωσης του εσωτερικού από αλουμίνιο για μικρή θερμική αδράνεια και περιορισμένο χώρο του υπό έλεγχο ρευστού για αποφυγή της φυσικής συναγωγής.
• Σειρά θερμοζευγών μετρά τις επιφανειακές θερμοκρασίες του ψυχρού και του θερμού μέρους.
• Είδη ελεγχόμενων δειγμάτων: νερό, διαλύματα—ψυκτικοί Φορείς—λιπαντικά —αέριοι και υγροί φορείς εναλλακτών θερμότητας.

Συσκευή προσδιορισμού του Συντελεστή Θερμικής Αγωγιμότητας Δομικών Υλικών (Thermal Conductivity of Building Materials)

Αποτελούμενη από μία θερμαινόμενη επίπεδη πλάκα τοποθετούμενη μεταξύ δύο δειγμάτων, οι εκατέρωθεν πλευρές των οποίων ψύχονται με ροή ύδατος. Ο τρόπος κατασκευής επιτρέπει τη δυνατότητα προσδιορισμού της θερμικής αντίστασης τοιχώματος αλλά και της συνολικής θερμικής αντίστασης διαφορετικών τοιχωμάτων εν σειρά (ηλεκτρικό ανάλογο).
Περιλαμβάνει:

• Σύστημα συγκράτησης που εξασφαλίζει την ίδια δύναμη εφαρμογής σε όλες τις δοκιμές
  
• Μόνωση για τη μείωση των θερμικών απωλειών.
  
• Σειρά θερμοζευγών για τη μέτρηση των επιφανειακών θερμοκρασιών.

Συσκευή Φυσικής και Βεβιασμένης Συναγωγής σε πλάκες και πτερύγια (Natural and Forced Convection from flat, finned and pinned plates)

• Περιλαμβάνει κατακόρυφο αεραγωγό στη βάση του οποίου, είναι τοποθετημένος φυγοκεντρικός ανεμιστήρας.
• Στο κέντρο του αεραγωγού υπάρχει υποδοχή τοποθέτησης τριών διαφορετικών θερμαινόμενων πλακών εναλλάξ: επίπεδης, μονού πτερυγίου, πολλαπλών πτερυγίων.
• Σειρά θερμοζευγών χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της κατανομής της θερμοκρασίας ενώ η ταχύτητα του αέρα μετράται με ψηφιακό ανεμόμετρο.
• Πειραματικές δυνατότητες: διερεύνηση της σχέσης μεταξύ θερμικής ισχύος εισόδου και επιφανειακών θερμοκρασιών σε ελεύθερη και βεβιασμένη συναγωγή, επίδραση των πτερυγίων στη μεταφορά θερμότητας, θερμοκρασιακή διανομή σε εκτεταμένη επιφάνεια.

Συσκευή Θερμοηλεκτρικής Αντλίας (Thermoelectric Heat Pump)

Κατάλληλα σχεδιασμένη για την πειραματική διερεύνηση μιας θερμοηλεκτρικής μονάδας ψύξης, όπως οι ευρέως χρησιμοποιούμενες σε ηλεκτρονικές διατάξεις με χρήση ρεύματος για τη μεταφορά θερμότητας, χωρίς κινούμενα μέρη.
Τοποθετημένη μεταξύ ενός θερμαινόμενου μπλοκ και μιας υδατοψυχόμενης πλάκας. αφαιρεί θερμότητα από το μπλοκ μεταφέροντάς την στην πλάκα.

Περιλαμβάνει:

• Κατάλληλη μόνωση για τη μείωση των απωλειών.
  
• Σειρά οργάνων για τη μέτρηση της ισχύος που προσδίδεται στη μονάδα, τις θερμοκρασίες στις δύο πλευρές της, την παροχή ύδατος και την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού.
  
• Αντίστροφη λειτουργία μονάδας, δηλαδή παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος λόγω διαφοράς θερμοκρασίας των δύο πλευρών της.

Σύνδεση με Ηλεκτρονικό Υπολογιστή

Όλες οι παραπάνω μονάδες μπορούν προαιρετικά να συνδεθούν με ηλεκτρονικό υπολογιστή, ώστε μέσω του συνοδευτικού λογισμικού προγράμματος, οι μετρήσεις να απεικονίζονται σε οθόνη και να καταγράφονται προς περαιτέρω επεξεργασία., ενώ ταυτόχρονα υπάρχει και δυνατότητα βαθμονόμησης των διάφορων αισθητήρων.