کارشناس آزمایشگاه: آقای مهدی زمین پرداز
دستگاه دیگ مارست
دیگ مارست دستگاهی است که برای نمایش پدیدهی پایهای و بنیادی در مطالعات ترمودینامیک، یعنی پدیدهی تبخیر طراحی شده است. دانشجویان قادر خواهند بود توسط این دستگاه ارتباط بین فشار و دمای بخار اشباع در تعادل با آب را مطالعه نمایند. از اهداف این آزمایش می توان به بررسی رابطه فشار و دمای آب در ناحیه اشباع و مقایسه آن با جداول استاندارد، بررسی صحت معادله کلاپیرون و تعیین رابطه تجربی بین فشار و دما در ناحیه اشباع نام برد.
آزمایش انتقال حرارت رسانایی
دستگاه مورد آزمایش دارای دو گرمکن الکتریکی است که روی قاب دستگاه وصل شده است. از دو دستگاه آزمایش انتقال حرارت رسانایی خطی و شعاعی استفاده میشود. دستگاه آزمایش انتقال حرارت خطی، یک میله استوانهای میباشد. سیستم شعاعی نیز یک دیسک دایروی است. هر دو دستگاه دارای دماسنجهایی در قسمتهای مختلف هستند که با استفاده از اندازه گیری دما، میتوان پروفیل دما در قطعه مورد نظر را تعیین نمود. اهداف اصلی این آزمایش شامل تحقیق قانون هدایت حرارتی فوریه، تعیین پروفیل دما در سیستم های شعاعی و خطی و تعیین ضریب رسانایی انواع مواد می باشد.
آزمایش انتقال حرارت جابجایی آزاد و اجباری
دستگاه آزمایش شامل یک مجرای عبور هوا میباشد که امکان نصب سه نوع سطح مختلف انتقال حرارت در آن وجود دارد، از جمله پرههای مثلثی، صفحه تخت، پرههای استوانهای که به وسیله هیتر گرم میشوند. دمای این سطوح توسط حسگرهای حرارتی قابل اندازهگیری است. برای ایجاد جابجایی اجباری، یک فن با سرعت متغیر درابتدای کانال، هوای محیط را از روی سطح مبدل حرارتی به جریان درمیآورد. در آزمایش های طراحی شده با این دستگاه می توان به بررسی ارتباط بین توان ورودی و دمای سطح در جابجایی آزاد، ارتباط بین توان ورودی و دمای سطح جسم در جابجایی اجباری، استفاده از سطوح گسترش یافته برای بهبود انتقال حرارت از یک سطح و تعیین ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد و اجباری برای سطوح با سطح مقطع متغیر پرداخت.
آزمایش پمپ حرارتی (تبرید)
منظور از انجام این آزمایش آشنایی کامل با سیکل تراکم بخار (سیکل تبرید) و انجام و انجام محاسبات مربوطه به تغییرات بار حرارتی تبخیر کننده می باشد. اجزاء اصلی دستگاه شامل موارد زیر است:
۱- کمپرسور با ولتاژ کاری V ۲۴۰-۲۲۰ و فرکانس Hz۵۰ و یک موتور با توان hp ۲/۱ است.
۲- کندانسور با لولههای هم مرکز می باشد که در داخل لوله مبرد و در پوسته آب درجریان است.
۳- تبخیر کننده که از لوله های مارپیچی ازجنس مس تشکیل شده که توسط صفحات فلزی پرده دار شدهاند.
سایر قسمتها شامل شیرهای یکطرفه، رطوبت گیر، شیر انبساط یا شیر خفقانی، دبی سنج آب خنک کننده (روتامتر)، ترمومترها و گیج های فشار سنج می باشد.
آزمایش مبدل حرارتی پوسته و لوله
این دستگاه از یک مبدل حرارتی از نوع پوسته و چند لوله تشکیل شده است که قطر داخلی پوسته ۱۱۰ میلی متر و قطر خارجی لولهها ۱۳ میلی متر میباشد. تعداد لولهها ۲۸ و طول آنها ۵۰ سانتی متر است. سیال سرد و گرم در دو حالت همسو و ناهمسو مورد آزمایش قرار میگیرند و انتقال حرارت صورت میگیرد. اجزای دستگاه عبارتند از:
۱- واحد آب گرم، شامل یک مخزن با یک گرم کن الکتریکی است که ۲ کیلووات قدرت گرمایی دارد و آب را تا درجه حرارت مورد نظر گرم میکند.
۲- واحد آب سرد که ورودی آن به آب شهر وصل شده است و خروجی آن هم به فاضلاب برمیگردد.
۳- پمپ که آب گرم را در سیستم به گردش درمیآورد.
۴- مبدل حرارتی یک پوسته و تعدادی لوله که از جنس مس است.
۵- سنسورهای دمایی که در چهار نقطه دمای آب گرم ورودی و خروجی و همچنین دمای آب سرد ورودی و خروجی به مبدل را اندازه گیری میکنند.
در این آزمایش دانشجو قادر خواهد بود پس از آشنایی با طرز کار یک مبدل حرارتی پوسته و لوله، به بررسی فرآیند انتقال حرارت بین آب گرم و سرد درحالت همسو و ناهمسو بپردازد، و نهایتاً ضریب انتقال حرارت کلی و راندمان مبدل حرارتی در حالت همسو و ناهمسو را محاسبه کند.
