HT11X – Conduzione del calore lineare

L’accessorio Armfield Linear Heat Conduction è stato progettato per dimostrare l’applicazione dell’equazione della velocità di Fourier alla semplice conduzione stazionaria in una dimensione.

L’accessorio comprende una sezione di riscaldamento e una sezione di raffreddamento, che possono essere fissate insieme o bloccate con sezioni intermedie intercambiabili tra loro, a seconda delle esigenze. La differenza di temperatura creata dall’applicazione di calore a un’estremità della parete risultante e dal raffreddamento all’altra estremità determina un flusso di calore linearmente attraverso la parete per conduzione.

Le termocoppie sono posizionate sia lungo la sezione riscaldata che lungo la sezione raffreddata ad intervalli uniformi di 15 mm per misurare il gradiente di temperatura lungo le sezioni

Il riscaldatore può essere controllato tramite tensione o PID consentendo di raggiungere rapidamente il setpoint di temperatura e di mantenerlo entro 0,1°C

L’unità di servizio HT10X fornisce all’accessorio il sistema di raffreddamento ad acqua

È incorporato un regolatore di pressione per ridurre al minimo l’effetto delle fluttuazioni nella pressione di alimentazione

La portata dell’acqua di raffreddamento viene misurata da un sensore di flusso del tipo a turbina

Una valvola di controllo sull’unità di servizio HT10X consente di variare, se necessario, il flusso dell’acqua di raffreddamento nell’intervallo operativo di 0-1,5 l/min. La valvola può essere controllata tramite PID per una migliore riduzione dei disturbi della pressione di alimentazione

Vengono fornite quattro sezioni intermedie così composte:

La sezione in ottone lunga 30 mm e dello stesso diametro delle sezioni di riscaldamento e raffreddamento è dotata di due termocoppie agli stessi intervalli. Quando questa sezione viene fissata tra le sezioni di riscaldamento e raffreddamento, viene creata una lunga parete piana di materiale e sezione trasversale uniformi con temperature misurate in otto posizioni

Sezione in acciaio inossidabile delle stesse dimensioni della sezione in ottone per dimostrare l’effetto della variazione della conduttività termica

Sezione di alluminio delle stesse dimensioni della sezione di ottone per dimostrare l’effetto del cambiamento nella conduttività termica Sezione di ottone lunga 30 mm ridotta di diametro a 13 mm per dimostrare l’effetto del cambiamento nell’area della sezione trasversale

Le proprietà di conducibilità termica degli isolanti possono essere riscontrate semplicemente inserendo i provini di carta o sughero forniti tra le sezioni di riscaldamento e raffreddamento

Viene fornito un tubo di pasta termica per dimostrare la differenza tra un contatto termico buono e scarso tra le sezioni

Con l’HT10X viene fornita una suite completa di software didattico armBus per tutti gli accessori per il trasferimento di calore Armfield.

Le interfacce dei singoli esperimenti e i tipi di dati visualizzati variano in base agli accessori dell’esperimento selezionati, gli esempi comuni sono elencati di seguito:

Le temperature e altri segnali come portate, tensione del riscaldatore e corrente vengono visualizzati su una rappresentazione schematica dell’apparecchiatura

Le uscite di controllo vengono gestite da un cursore di controllo o digitando un valore compreso tra 0 e 100%. I valori del sensore vengono letti direttamente in unità ingegneristiche

È disponibile l’opzione di controllo automatico PID, che consente di raggiungere il setpoint di temperatura in modo rapido e preciso, affrontando la reiezione dei disturbi

Una schermata di manutenzione consente la regolazione dei parametri PID e la calibrazione della termocoppia

I dati provenienti dai sensori vengono registrati in un formato di foglio di calcolo, con il controllo dell’operatore sugli intervalli di campionamento (o “single-shot””)

Sono fornite sofisticate funzionalità di tracciamento grafico