POMIARY CIEPLNE V. 2011 ĆWICZENIE 1: Pomiary temperatury 1

POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
ĆWICZENIE 1: Pomiary temperatury
1. Wymagane wiadomości
1.1. Podział metod pomiaru temperatury
1.2. Zasada działania czujników termorezystancyjnych
1.3. Zasada działania czujników termoelektrycznych
1.4. Rola przetworników pomiarowych w układach pomiaru temperatury
1.5. Struktura i właściwości toru pomiarowego
2. Program ćwiczenia
2.1. Zapoznanie się ze stanowiskiem pomiarowym. Wykonanie szczegółowego
spisu aparatury pomiarowej (typy, zakresy)
2.2. Pomiar omomierzem rezystancji czujnika Pt100 (czujnik umieszczony
w ultratermostacie, ϑ ≅ const); przeliczenie zmierzonej rezystancji Rc na
temperaturę i porównanie z termometrem wzorcowym. Określenie przyczyny
różnicy wskazań
2.3. Wyznaczenie charakterystyki statycznej przetwornika R/I oraz dostrojenie tej
charakterystyki do czujnika Pt100
2.4. Pomiar temperatury wody w termostacie przy użyciu czujnika Pt100 wraz
z dostrojonym przetwornikiem R/I i porównanie z termometrem wzorcowym
2.5. Pomiar
prądów
wyjściowych
wybranych
przetworników
(temperatury
zewnętrznej, temperatury wewnętrznej, temperatury powierzchni ściany,
temperatura wody w ultratermostacie) i przeliczenie na wartości temperatury
2.6. Pomiar temperatury wody w termostacie z wykorzystaniem czujnika
termoelektrycznego
•
identyfikacja polaryzacji elektrod
•
pomiar siły termoelektrycznej za pomocą miliwoltomierza i przeliczenie na
odpowiadającą jej temperaturę spoiny pomiarowej oraz porównanie
z termometrem wzorcowym
•
jak wyżej lecz z dodatkowym uwzględnieniem temperatury spoiny
odniesienia ϑ0 oraz porównanie z termometrem wzorcowym
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
•
pomiar
za
pomocą
przetwornika
V. 2011
pomiarowego
z
automatyczną
kompensacją temperatury spoiny odniesienia
3. Zawartość sprawozdania
3.1. Cel ćwiczenia
3.2. Opis zrealizowanych eksperymentów
3.3. Szczegółowy spis aparatury pomiarowej wraz z opisem podstawowych
funkcji (na podstawie stron www producentów)
3.4. Schematy
połączeń
układów
elektrycznych
do
realizacji
kolejnych
eksperymentów
3.5. Zestawienie wyników kolejnych eksperymentów (dane surowe, obliczenia,
wyniki)
3.6. Wykresy
3.7. Wnioski
4. Wyposażenie stanowiska
4.1. Czujniki termorezystancyjne
4.2. Czujniki termoelektryczne z przewodami kompensacyjnymi
4.3. Termometr bimetalowy
4.4. Termometr rtęciowy
4.5. Przetworniki pomiarowe: R/I oraz U/I
4.6. Multimetry cyfrowe
4.7. Mikroprocesorowy rejestrator (skaner) temperatury
4.8. Ultratermostat
4.9. Skrzynka zacisków odniesienia z pomiarem ϑ0
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
ĆWICZENIE 2: Pomiary wilgotności
1. Wymagane wiadomości
1.1. Klasyfikacja metod pomiaru wilgotności
1.2. Budowa i zasada działania psychrometru Assmanna
1.3. Umiejętność posługiwania się wykresem psychrometrycznym
1.4. Budowa i zasada działania higrometrów elektronicznych
2. Program ćwiczenia
2.1. Zapoznanie się z przyrządami pomiarowymi. Wykonanie spisu przyrządów
2.2. Jednoczesny pomiar wilgotności względnej powietrza w laboratorium
wszystkimi przyrządami. Porównanie wyników.
3. Zawartość sprawozdania
3.1. Cel ćwiczenia
3.2. Opis zrealizowanych eksperymentów
3.3. Szczegółowy spis aparatury pomiarowej wraz z opisem podstawowych
funkcji (na podstawie stron www producentów)
3.4. Zestawienie wyników eksperymentu (dane surowe, obliczenia, wyniki)
3.5. Wnioski
4. Wyposażenie stanowiska
4.1. Termohigrograf włosowy
4.2. Psychrometr Assmanna
4.3. Termohigrometr stacjonarny (pojemnościowy)
4.4. Termohigrometr przenośny (pojemnościowy)
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
ĆWICZENIE 3: Pomiary natężenia przepływu
1. Wymagane wiadomości
1.1. Klasyfikacja metod pomiaru natężenia przepływu
1.2. Zasada pomiaru natężenia przepływu z zastosowaniem kryzy
1.3. Zasada pomiaru prędkości przepływu przy użyciu sondy spiętrzającej
Prandtla
1.4. Struktura toru pomiarowego z przetwarzaniem A/C
2. Program ćwiczenia
2.1. Zapoznanie się ze stanowiskiem pomiarowym. Wykonanie szczegółowego
spisu aparatury pomiarowej (typy, zakresy)
2.2. Określenie zgodności stanowiska pomiarowego z normą (na podstawie
zależności geometrycznych)
2.3. Rejestracja mierzonych wielkości w systemie komputerowym, przy stałej
mocy wentylatora (Nel=const). Dlaczego, mimo stałej mocy wentylatora,
spadek ciśnienia na kryzie zmienia się w czasie?
2.4. Wyznaczenie zależności ∆P=f(Nel) dla pięciu różnych wartości napięcia
zasilającego oraz przeliczenie jej na charakterystykę Q=f(Nel).
2.5. Pomiar profilu prędkości przy użyciu sondy spiętrzającej Prandla (pomiar
ciśnienia
dynamicznego
z
przeliczeniem
na
prędkość
oraz
pomiar
z wykorzystaniem przelicznika elektronicznego.
2.6. Określenie, jakie inne przyrządy do pomiaru natężenie przepływu znajdują
się na pozostałych stanowiskach pomiarowych (opis, typ, zakres)
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
3. Zawartość sprawozdania
3.1. Cel ćwiczenia
3.2. Opis zrealizowanych eksperymentów
3.3. Zwymiarowany rysunek kanału pomiarowego z zaznaczonymi przyrządami
pomiarowymi
3.4. Szczegółowy spis aparatury pomiarowej wraz z opisem podstawowych
funkcji (na podstawie stron www producentów)
3.5. Zestawienie wyników kolejnych eksperymentów (dane surowe, obliczenia,
wyniki)
3.6. Wykresy
3.7. Wnioski
4. Wyposażenie stanowiska
4.1. Przewód pomiarowy z kryzą d=18.00 [mm] z przytarczowym pomiarem
ciśnienia
4.2. Piezorezystancyjny przetwornik różnicy ciśnienia
4.3. Piezorezystancyjny przetwornik nadciśnienia
4.4. Piezorezystancyjny przetwornik ciśnienia absolutnego
4.5. Czujnik Pt100 z przetwornikiem pomiarowym R/I
4.6. Mikromanometr
4.7. Wentylator osiowy
4.8. Sterownik wentylatora z systemem rejestracji danych pomiarowych
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
ĆWICZENIE 4: Pomiary mocy i energii cieplnej
1. Wymagane wiadomości
1.1. Pojęcie mocy i energii cieplnej; algorytm obliczeń
1.2. Budowa i zasada działania ciepłomierza
1.3. Metody pomiaru temperatury i natężenia przepływu
2. Program ćwiczenia
2.1. Zapoznanie się ze stanowiskiem pomiarowym. Wykonanie szczegółowego
spisu aparatury pomiarowej (typy, zakresy)
2.2. Wykonanie
schematu
instalacji
grzewczej
z
zaznaczonymi
punktami
pomiarowymi
2.3. Uruchomienie rejestracji danych – program KFAP Inkal
2.4. Uruchomienie instalacji – załączenie pompy obiegu grzewczego oraz kotła.
Zapisanie mocy elektrycznej kotła (odczyt z watomierza)
2.5. Po 45
minutach
pracy
wprowadzenie
zakłócenia określonego przez
prowadzącego (zmiana natężenia przepływu, zmiana mocy kotła, załączenie
wentylatorów); dalsza rejestracja danych do zakończenia ćwiczeń
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
3. Zawartość sprawozdania
3.1. Cel ćwiczenia
3.2. Opis zrealizowanych eksperymentów
3.3. Rysunek stanowiska pomiarowego z zaznaczonymi przyrządami pomiarowymi
3.4. Szczegółowy spis aparatury pomiarowej wraz z opisem podstawowych
funkcji (na podstawie stron www producentów)
3.5. Zestawienie wyników kolejnych eksperymentów (dane surowe, obliczenia,
wyniki). Porównanie wyników odczytanych z przelicznika z obliczonymi
samodzielnie w arkuszu kalkulacyjnym
3.6. Wykresy
3.7. Wnioski
4. Wyposażenie stanowiska
4.1. Model instalacji grzewczej (kocioł elektryczny, pompa, grzejnik, armatura)
4.2. Mikroprocesorowy przelicznik energii cieplnej
4.3. Watomierz analogowy AC
4.4. Wodomierz skrzydełkowy z impulsatorem
4.5. Para czujników temperatury
4.6. Sterownik (konwerter) magistrali komunikacyjnej
4.7. Komputer PC z oprogramowaniem KFAP Inkal
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
ĆWICZENIE 5: Kalibracja manometrów przemysłowych
1. Wymagane wiadomości
1.1. Klasyfikacja metod pomiaru ciśnienia
1.2. Manometr z rurką Bourdona – budowa i zasada działania
1.3. Piezorezystancyjny przetwornik ciśnienia – budowa i zasada działania
1.4. Zasada działania prasy obciążnikowo – tłokowej
1.5. Struktura i właściwości toru pomiarowego
2. Program ćwiczenia
2.1. Zapoznanie się ze stanowiskiem. Wykonanie rysunku stanowiska oraz
szczegółowego opisu aparatury pomiarowej
2.2. Wypoziomowanie prasy obciążnikowo – tłokowej
2.3. Odpowietrzenie układu pomiarowego
2.4. Zapisanie
warunków
przeprowadzania
wzorcowania:
temperatura
i wilgotność powietrza, ciśnienie barometryczne
2.5. Wyznaczenie charakterystyki statycznej manometru mechanicznego oraz
przetwornika elektronicznego przy rosnącej i malejącej zmianie obciążeń tłoka
2.6. Obliczenie błędu względnego każdego pomiaru
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
3. Zawartość sprawozdania
3.1. Cel ćwiczenia
3.2. Opis zrealizowanych eksperymentów
3.3. Rysunek stanowiska pomiarowego
3.4. Szczegółowy spis aparatury pomiarowej wraz z opisem podstawowych
funkcji (na podstawie stron www producentów)
3.5. Zestawienie wyników kolejnych eksperymentów (dane surowe, obliczenia,
wyniki)
3.6. Wykresy
3.7. Wnioski
4. Wyposażenie stanowiska
4.1. Prasa obciążnikowo – tłokowa
4.2. Manometr mechaniczny z rurką Bourdona
4.3. Piezorezystancyjny przetwornik ciśnienia
4.4. Multimetr cyfrowy
4.5. Zasilacz 24 VDC
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
ĆWICZENIE 6: Przemysłowy system pomiarowy
1. Wymagane wiadomości
1.1. Struktura i właściwości toru pomiarowego z przetwarzaniem A/C
1.2. Budowa i zasada działania rotametru i telerotametru
1.3. Budowa i zasada działania gazomierza miechowego
1.4. Budowa
i
zasada
działania
manometru
z
rurką
Bourdona
oraz
piezorezystancyjnego przetwornika ciśnienia
2. Program ćwiczenia
2.1. Zapoznanie się ze stanowiskiem oraz wykonanie szczegółowego spisu
aparatury pomiarowej
2.2. Wykonanie schematu instalacji do sprężania powietrza z zaznaczonymi
punktami pomiarowymi
2.3. Porównanie wskazań manometru mechanicznego i elektronicznego (dla
trzech różnych wartości ciśnienia)
2.4. Kalibracja rotametru i telerotametru na podstawie wskazań gazomierza
miechowego
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska
POMIARY CIEPLNE
KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
V. 2011
3. Zawartość sprawozdania
3.1. Cel ćwiczenia
3.2. Opis zrealizowanych eksperymentów
3.3. Rysunek stanowiska pomiarowego z zaznaczonymi przyrządami pomiarowymi
3.4. Szczegółowy spis aparatury pomiarowej wraz z opisem podstawowych
funkcji (na podstawie stron www producentów)
3.5. Zestawienie wyników kolejnych eksperymentów (dane surowe, obliczenia,
wyniki)
3.6. Wykresy
3.7. Wnioski
4. Wyposażenie stanowiska
4.1. Instalacja sprężania powietrza
4.2. Mikroprocesorowy system sterowania pracą instalacji + przemysłowy
komputer PC
4.3. Manometr z rurką Bourdona
4.4. Piezorezystancyjny przetwornik ciśnienia
4.5. Telerotametr, rotametr
4.6. Gazomierz miechowy z impulsatorem
4.7. Czujnik Pt100 z przetwornikiem R/I (3 szt.)
4.8. Indukcyjny czujnik zbliżeniowy z przetwornikiem f/I
4.9. Presostat
opracowanie: dr inż. Jan Porzuczek
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Politechnika Krakowska