Zasady, formularze i program ćwiczeń laboratoryjnych
--------------------------------------------------------------------------------
Przed rozpoczęciem zajęć należy:
1. Zapoznać się z regulaminem!
2. Przygotować się teoretycznie z zakresu wiedzy podanej dla każdego ćwiczenia (literatura).
3. Wydrukować odpowiedni formularz.
Wykaz ćwiczeń w formacie pdf.
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 1. Pomiar temperatury
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy: Skale termometryczne. Definicja mierzonej wielkości.
Termometry nieelektryczne (rozszerzalnościowe np. Beckmanna, ciśnieniowe, parowe).
Termometry elektryczne – rezystancyjne, termoelektryczne i termistory. Cyfrowe czujniki temperatury.
Metody pomiaru temperatury. Kompensacja wpływu temperatury i oporności przewodów łączących.
Bezstykowe przyrządy do pomiaru temperatury (pirometry, stożki Segera, termowizja).
Termometry światłowodowe (Fiber Optics).
Sposoby wzorcowania termometrów.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 8, 13, 19, 20
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 2. Pomiar ciśnienia
Formularz (pdf) Podstawy teoretyczne (pdf)
Zakres wiedzy:
Rodzaje ciśnień (statyczne, dynamiczne, całkowite, względne, bezwzględne, itd.).
Manometry nieelektryczne (hydrostatyczne, hydrauliczne, sprężynowe, barometry).
Manometry elektryczne (pojemnościowe, piezorezystancyjne, piezoelektryczne, indukcyjne, itp.).
Cechowanie i wzorcowanie przyrządów do pomiaru ciśnień.
Klasa niedokładności.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 8, 13
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 3. Indykacja maszyn tłokowych i pomiar ciśnień szybkozmiennych
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Elektryczne przetworniki ciśnienia szybkozmiennego.
Przetworniki położenia tłoka.
Tory pomiarowe do badania maszyn cieplnych.
Wykresy indykatorowe różnego typu maszyn cieplnych (silników, sprężarek).
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 4a. Para wodna
Formularz (pdf) Podstawy teoretyczne (pdf)
Zakres wiedzy:
Izobaryczny proces parowania cieczy – wielkości charakteryzujące parę wodną, wykresy T-s oraz i-s.
Przemiany charakterystyczne pary wodnej.
Umiejętność rozwiązywania przykładów obliczeniowych przy wykorzystaniu tablic parowych i wykresu i-s:
Zadania ze zbiorów np:
- S. Ochęduszko „Zbiór zadań z termodynamiki technicznej"
- J. Gąsiorowski „Zbiór zadań z teorii maszyn cieplnych".
Literatura: poz. 1, 2, 4, 7, 10, 18
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 4b. Pomiar parametrów powietrza wilgotnego
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Wielkości charakteryzujące powietrze wilgotne: definicje, wzajemne zależności.
Wykres i-x (Molliera) i jego praktyczne zastosowanie.
Pomiary wilgotności w technice:
- metoda absorpcyjna
- metoda kondensacyjna (punkt rosy)
- metoda higroskopowa
- metoda psychrometryczna.
Umiejętność rozwiązywania przykładów obliczeniowych: np. Ochęduszko „Zbiór zadań z termodynamiki technicznej", np. zadania: VII.12,13,15,16,27,28,itp.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 10, 13, 21
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 4c. Wyznaczanie krzywej nasycenia pary wodnej
Formularz (pdf) Podstawy teoretyczne (pdf)
Zakres wiedzy:
Stopień suchości pary. Para mokra, nasycona i przegrzana. Izobaryczny proces parowania cieczy – wielkości charakteryzujące parę wodną, wykresy T-s oraz i-s. Wykres p-t dla wody.
Przemiany charakterystyczne pary wodnej.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 10, 18
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 5. Wyznaczanie strat spalania i wielkości charakteryzujących proces spalania
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Podstawowe wielkości charakteryzujące proces spalania.
Straty w procesie spalania (kominowe, na promieniowanie, itp).
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 11
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 6a. Pomiar strumienia masy i strumienia objętości płynów za pomocą zwężek pomiarowych
Formularz (pdf) Podstawy teoretyczne (pdf)
Zakres wiedzy:
Zasada pomiaru i wielkości charakteryzujące zwężkową metodę pomiaru strumienia płynów. Metody pomiaru natężenia przepływu gazów. Metody pomiaru prędkości gazów.
Literatura: 1, 2, 8, 14, 16, 17
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 6b. Pomiar strumienia masy i strumienia objętości płynów przy wykorzystaniu sond uśredniajacych
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Zasada pomiaru i wielkości charakteryzujące metodę pomiaru strumienia płynów z wykorzystaniem sond uśredniających. Pomiar przepływu inwazyjny (np. pomiar zwężkowy) i bezinwazyjny (przepływomierze przenośne). Budowa i zasada działania przepływomierzy.
Literatura: 1, 2, 17
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 7. Wyznaczanie ciepła spalania i wartości opałowej paliw stałych
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Podstawowe oznaczenia analizy technicznej paliwa stałego (definicje), metodyka pomiarowa.
Budowa układu kalorymetrycznego do wyznaczania ciepła spalania paliw stałych.
Wyznaczanie pojemności cieplnej układu kalorymetrycznego.
Bilans układu kalorymetrycznego.
Umiejętność obliczeń ciepła spalania i wartości opałowej paliwa stałego na podstawie wyników z pomiarów.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 11
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 8. Wyznaczanie ciepła spalania paliw płynnych i gazowych
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Definicja ciepła spalania i wartości opałowej paliw ciekłych i gazowych.
Budowa układu kalorymetrycznego.
Bilans cieplny układu z opisem poszczególnych pozycji.
Umiejętność obliczeń ciepła spalania i wartości opałowej na podstawie wyników pomiarów.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 11
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 9. Analiza spalin
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Podstawowe wielkości charakteryzujące proces spalania.
Cel analizy spalin.
Zasada pomiaru składu spalin aparatem Orsata.
Automatyczne analizatory spalin.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 12. Badanie cieplne kotła grzewczego
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Ciepło spalania i wartość opałowa spalin.
Straty w procesie spalania.
Bilans cieplny kotła wodnego opalanego paliwem gazowym.
Metody wyznaczania sprawności kotłów wodnych.
Sprawność kotła kondensacyjnego.
Literatura: poz. 1, 2, 5
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 14. Badanie silnika spalinowego
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Bilans silnika spalinowego.
Charakterystyki regulacyjne, obciążeniowe , prędkościowe, itp.
Sprawności silnika.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 11
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 15. Sterowanie współpracą pomp wirowych z siecią
Formularz (pdf)
Zakres wiedzy:
Podstawowe wielkości charakteryzujące pracę pomp.
Rodzaje charakterystyk pomp.
Metody regulacji wydajności pomp.
Współpraca równoległa i szeregowa w sieci pomp. Rodzaje przepływomierzy cieczy i gazów.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 5, 11, 13, 14
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 17. Badanie wentylatora
Formularz (pdf) Podstawy teoretyczne (pdf)
Zakres wiedzy:
Podstawowe wielkości charakteryzujące pracę wentylatorów.
Metody wyznaczania wydajności wentylatorów.
Rodzaje charakterystyk wentylatorów.
Metody regulacji wydajności wentylatorów.
Współpraca równoległa i szeregowa wentylatorów.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 5, 11
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 18. Badanie sprężarki tłokowej
Formularz (pdf) Podstawy teoretyczne (pdf)
Zakres wiedzy:
Klasyfikacja sprężarek.
Współczynnik przetłaczania (stopień dostarczania).
Metody pomiarów i określenie wielkości charakterystycznych sprężarek.
Wykresy indykatorowe sprężarek i ocena pracy sprężarki na ich podstawie.
Literatura: poz. 1, 2, 3, 4, 5, 7, 11
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 19. Badanie wymiennika ciepła
Formularz (pdf) Podstawy teoretyczne (pdf)
Zakres wiedzy:
Sprawozdanie powinno zawierać:
1. Krótkie wprowadzenie teoretyczne.
2. Opis stanowiska pomiarowego, fragment schematu z zaznaczonym wybranym wymiennikiem ciepła, na schemacie zaznaczyć punkty pomiaru temperatury i przepływów.
możliwość wyboru wymiennika urządzenia adsorpcyjnego HE1; akumulacyjnego HE2; nagrzewnicy HE3; skraplacz CO2 COND; oraz same kolektory słoneczne.
3. Opis przeprowadzonych pomiarów, specyfikacja wielkości pomiarowych,
lista punktów w których są wykonywane pomiary, opis czujników temperatury.
4. Pomiary,
- wybrany zakres danych zobrazować za pomocą programu gnuplot,
program gnuplot można pobrać ze strony twórcy http://www.gnuplot.info/
bardzo przydatny do edycji plików tekstowych https://notepad-plus-plus.org/download/
5. Obliczenia, wnioski, spostrzeżenia końcowe.
--------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenie 20. Badanie urządzenia adsorpcyjnego
Formularz (pdf) Podstawy teoretyczne (pdf)
Zakres wiedzy:
Sprawozdanie powinno zawierać:
1. Krótkie wprowadzenie teoretyczne.
2. Opis stanowiska pomiarowego, fragment schematu z zaznaczonym urządzeniem adsorpcyjnym, na schemacie zaznaczyć punkty pomiaru temperatury i przepływów.
3. Opis przeprowadzonych pomiarów, specyfikacja wielkości pomiarowych.
4. Pomiary,
- wybrany zakres danych zobrazować za pomocą programu gnuplot.
5. Obliczenia,
- wyznaczyć parametry medium obiegowego takie jak gęstość; ciepło właściwe,
- bilans cieplny adsorbera w stanie ustalonym,
- bilans cieplny adsorbera w stanie pseudoustalonym,
- bilans cieplny adsorbera w stanie nieustalonym,
- COP urządzenia adsorpcyjnego.
6. Wnioski, spostrzeżenia i uwagi końcowe.
Pytania kontrolne dla lab. 19 i 20:
Wymień i scharakteryzuj istniejące mechanizmy wymiany/przenoszenia ciepła w wymiennikach.
Wymień typy wymienników.
Opisz zasadę działania urządzenia adsorpcyjnego.
Jaką funkcję pełnią pompy obiegowe w poszczególnych podsystemach naszego kaskadowego systemu chłodniczego?
--------------------------------------------------------------------------------
1. T.R. Fodemski – Pomiary cieplne cz.I i II
2. M. Mieszkowski - Pomiary cieplne i energetyczne
3. T. Bohdal i in. – Ćwiczenia laboratoryjne z termodynamiki
4. Miniskrypty - do wypożyczenia w Czytelni Biblioteki Głównej PK lub w czytelniach Domów Akademickich
5. F. Kotlewski - Pomiary w technice cieplnej
6. L. Kołodziejczyk - Pomiary w inżynierii sanitarnej
7. A. Miller - Maszyny i urządzenia cieplne, WSiP
8. Omega Transactions (ang.)
9. Wykres i-s dla pary wodnej wg M.P. Wukałowicza
10. D. Foltańska-Werszko - Teoria systemów cieplnych. Termodynamika - podstawy. (dostępna on-line)
11. Z. Gnutek, W. Kordylewski - Maszynoznawstwo energetyczne: wprowadzenie do energetyki cieplnej. (dostępna on-line)
13. M. Ludwicki - Pomiary i automatyzacja procesów w przemyśle spożywczym. (dostępna on-line)
14. C. Rybicki, S. Łuczyński - Pomiary natężenia przepływu (dostępna on-line)
15. Numeryczna wersja wykresu i-X Molliera. Do zainstalowania na komputerze.
16. Norma PN-EN ISO 5167
17. A. Gondek – Przepływomierze spiętrzające przepływ, Wydawnictwo PK, 2009
18. Thermophisical Properties of Fluid Systems - NIST Chemistry WebBook
19. Katalog czujników temperatury - Limatherm sensor
20. Katalog czujników temperatury - Czaki Thermo-Product
21. Kalkulator parametrów powietrza wilgotnego.
Dla Laboratoriów 19 i 20:
22. Hobler T.: Ruch ciepła i wymienniki. WNT, Warszawa, 1979, 1986.
23. http://www.sortech.de/en/sortech-ag/about-our-technology/adsorption/
24. Cyklis P., Kantor R., Ryncarz T., Górski B., The hybrid compression-sorption system
for thermal energy transformation, 3rd International Conference: Low Temperature
and Waste Heat Use in Communal and Industrial Energy Supply Systems. Theory and
Practice, October 25th & 26th, 2012, Bremen, Germany, 2012, 44-51.
25. Cyklis P., Duda R., Computer driven automatic control of the hybrid two stage
refrigeration cycle, Czasopismo Techniczne. Mechanika, vol. 112(7), 2-M, 2015.