SR260916SA01 Оборудование для изучения теплопередачи. Учебное оборудование для школ. Рабочее место профессионального инструктора. Оборудование для термотренировок.
РАЗДЕЛ 1: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ЦЕЛЬ (ЗАЯВЛЕНИЕ О ЦЕЛЯХ)
Общие сведения и необходимость эксплуатации:
Учебная программа инженерной лаборатории требует специализированного оборудования для обучения студентов и повышения их практических инженерных компетенций в области явлений переноса и аналитических экспериментов. Оборудование для изучения теплопередачи строго необходимо для практической демонстрации и лабораторного обучения основным механизмам теплопередачи (проводимость, конвекция, общие коэффициенты теплопередачи и температурные профили) и их практическому применению в химической, нефтехимической, фармацевтической и пищевой промышленности.
РАЗДЕЛ 2: ОБЩАЯ АРХИТЕКТУРА И КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ
Оборудование для изучения теплопередачи должно представлять собой комплексную дидактическую экспериментальную систему, включающую две основные функциональные экспериментальные установки:
1. Экспериментальный блок теплообменника: для изучения принципов теплообмена жидкость-жидкость, оснащенный взаимозаменяемыми модулями, включая трубчатый теплообменник и кожухотрубный теплообменник, соответствующим образом установленными/соединенными на специальном стыковочном/базовом сервисном блоке для удобства сравнительного анализа производительности.
2. Экспериментальная установка для измерения теплопроводности: для изучения теплопередачи при теплопроводности в твердых материалах, включающая в себя как линейную, так и радиальную установку для сравнительного анализа при различных геометрических формах и поперечных сечениях.
РАЗДЕЛ 3: ПОДРОБНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
3.1 Экспериментальная установка теплообменника (1 полный комплект)
3.1.1
Базовый блок теплообменника с термостатируемой ванной / сервисный блок (Количество: 1 шт.)
3.1.1.1
Ванна должна быть изготовлена из прозрачного акрилового материала для удобного визуального осмотра и наблюдения. Внутри находится электрический нагревательный элемент мощностью 2 кВт, способный достигать температуры до 80 °C, оснащенный автоматическим датчиком температуры.
3.1.1.2
Оснащена центробежным насосом для циркуляции воды между термостатируемой ванной и соответствующими модулями теплообменника.
3.1.1.3
Оснащен измерительным оборудованием для измерения расхода в диапазоне от 0,3 до 10 л/мин с разрешением регулировки расхода 0,1 л/мин.
3.1.1.4
Направление потока должно быть перенастраиваемым/переключаемым для изучения как параллельного (совместного), так и противоточного режимов потока.
3.1.1.5
Возможность подключения к внешней системе подачи холодной воды/чиллеру, оснащен устройством регулирования входного давления и регулирующим клапаном расхода.
3.1.1.6
Оснащен датчиками температуры с использованием термопар типа K и типа T, охватывающими диапазон измерения от 0 до 75 °C с разрешением 0,1 °C.
3.1.1.7
КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫЙ КОНСТРУКТИВНЫЙ ПУНКТ Многоцелевой измерительный прибор температуры:
1) Оснащен терморезисторным датчиком температуры, изготовленным из нержавеющей стали марки S316.
2) Диапазон измерений от -30 до 120 °C с разрешением дисплея 0,1 °C.
3) Оснащен индикатором состояния прибора с 5 различными уровнями/режимами мигания для сигнализации рабочих состояний для четкого визуального отслеживания.
3.1.1.8
Возможность подключения к внешнему компьютеру через USB-порт или эквивалентный промышленный интерфейс для регистрации, отображения и передачи экспериментальных данных в режиме реального времени.
3.1.2
Теплообменный модуль 1 Трубчатый теплообменник (Количество: 1 комплект)
3.1.2.1
Должен надежно крепиться к термостатируемой ванне и бесшовно интегрироваться с системой циркуляции воды.
3.1.2.2
Конструкция с 4 концентрическими трубками (трубками), обеспечивающими циркуляцию горячей воды через внутреннюю трубку и холодной воды через внешнее кольцевое пространство.
3.1.2.3
Внутренние теплообменные трубки должны быть изготовлены из нержавеющей стали, а наружные трубки — из прозрачного акрила для визуального наблюдения за явлениями потока.
3.1.2.4
Общая эффективная площадь теплообменной поверхности должна составлять 0,08 м².
3.1.2.5
Оснащен датчиками измерения температуры в местах подачи горячей и холодной воды, всего 6 точек измерения (входы, промежуточные каналы и выходы).
3.1.3
Модуль теплообменника 2, кожухотрубный теплообменник (количество: 1 комплект)
3.1.3.1
Должен надежно крепиться к термостатируемой ванне и бесшовно интегрироваться с циркуляционным контуром воды.
3.1.3.2
Пучок трубок должен содержать 6 внутренних трубок с внутренним диаметром (ID) 6 мм.
3.1.3.3
Внутренние теплообменные трубки должны быть изготовлены из нержавеющей стали, а внешний корпус — из прозрачного акрила с внутренними перегородками для наблюдения за поведением потока.
3.1.3.4
Эффективная площадь поверхности теплопередачи должна составлять 0,02 м².
3.1.3.5
Оборудован датчиками температуры на входе и выходе горячего/холодного потока, всего 4 точки измерения.
3.1.4
Обязательные экспериментальные возможности (учебная программа):
3.1.4.1 Непрямой нагрев/охлаждение через разделительные стенки.
3.1.4.2 Демонстрация прямоточного и противоточного направления потока.
3.1.4.3 Анализ режимов потока в кожухотрубном теплообменнике.
3.1.4.4 Переход от ламинарного к турбулентному потоку.
3.1.4.5 Расчеты энергетического баланса (теплового баланса) и эффективности на основе расхода и $ΔT.
3.1.4.6 Сравнительный анализ эксплуатационной и тепловой эффективности различных типов теплообменников.
3.1.4.7 Определение общего коэффициента теплопередачи (U).
3.1.4.8 Влияние скорости потока жидкости на общий коэффициент теплопередачи (U).
РАЗДЕЛ 3.2: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ БЛОК ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ (ВСЕГО: 1 ПОЛНЫЙ КОМПЛЕКТ)
3.2.1
Блок управления. Основной блок управления и обслуживания теплопроводности (Количество: 1 комплект)
3.2.1.1
Основная панель управления должна быть компактной и предназначена для установки на лабораторном столе.
3.2.1.2
Возможности интерфейса входных сигналов:
1) Входы для термопарных датчиков температуры, способные принимать до 12 положений.
2) Интерфейс управления для регулирования внешнего клапана регулирования потока циркуляционной охлаждающей воды
3.2.1.3
Возможности выходного сигнала:
1) Линейный выходной сигнал 24 В для исполнительных механизмов и термоэлектрических модулей Пельтье.
2) Выход 24 В постоянного тока для охлаждающих вентиляторов, нагревательных элементов и циркуляционных насосов.
3.2.1.4
Оснащен датчиком расхода охлаждающей воды, охватывающим диапазон от 0,6 до 10 л/ч (с разрешением 0,1 л/мин), способным работать при температурах до 125 °C.
3.2.1.5
Способен поддерживать до 12 каналов измерения термопар, охватывающих диапазон температур от 1 до 125 °C с разрешением 0,1 °C.
3.2.1.6
КРИТИЧЕСКИ ВАЖНОЕ ТРЕБОВАНИЕ К КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ
Должен включать датчик относительной влажности окружающей среды, измеряющий от 0 до 100 % относительной влажности с разрешением 0,01 % относительной влажности и способный измерять/рассчитывать температуру точки росы,
в диапазоне от -50 до 80 °C с разрешением 0,1 °C.
3.2.1.7
КРИТИЧЕСКИ ВАЖНОЕ ТРЕБОВАНИЕ К БЕЗОПАСНОМУ НАПРЯЖЕНИЮ
Электрическая система управления должна работать при сверхнизком безопасном напряжении 27 В для защиты операторов от поражения электрическим током.
3.2.1.8
Способность взаимодействовать с внешним компьютером через USB-порт или эквивалентный промышленный интерфейс для регистрации и передачи всех экспериментальных данных.
3.2.2
Модуль теплопроводности 1. Экспериментальное измерение линейной теплопроводности
Модуль (Количество: 1 комплект)
3.2.2.1
Термопары, установленные вдоль нагреваемой и охлаждаемой секций с шагом датчиков 15 мм:
1) Датчики температуры нагреваемой секции: 3 точки.
2) Датчики температуры охлаждаемой секции: 3 точки.
3) Датчики температуры промежуточного образца: 2 точки.
3.2.2.2
КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ Сменные образцы для испытаний на теплопроводность:
1) Латунный образец: 2 шт., Ø 25 мм x 30 мм, помещается между нагреваемой/охлаждаемой секциями.
2) Образец из нержавеющей стали: 2 шт., Ø 25 мм x 30 мм, помещается между нагреваемой/охлаждаемой секциями.
3) Алюминиевый образец: 2 шт., Ø 25 мм x 30 мм, устанавливается между нагреваемыми/охлаждаемыми секциями.
4) Образец из нержавеющей стали (уменьшенный диаметр): 2 шт., Ø 13 мм x 30 мм.
5) Алюминиевый образец (уменьшенный диаметр): 2 шт., Ø 13 мм x 30 мм.
6) Латунный образец (уменьшенный диаметр): 2 шт., Ø 13 мм x 30 мм.
(Всего: 12 прецизионных образцов из 3 материалов и 2 диаметров)
3.2.2.3
Оснащен самозакрывающимися быстроразъемными фитингами для подключения внешней системы циркуляции холодной воды.
3.2.2.4
Электрическая мощность нагревательного элемента должна составлять 60 Вт.
3.2.3
Экспериментальный модуль радиальной теплопроводности модуля 2 (количество: 1 комплект)
3.2.3.1
Конструкция с центральным электрическим нагревом в сердечнике диска и периферийным водяным охлаждением по внешней окружности для создания радиальных тепловых градиентов.
3.2.3.2
Диаметр металлического диска должен составлять 110 мм, а толщина диска — 3 мм.
3.2.3.3
Оснащен датчиками измерения температуры от центра диска наружу вдоль радиального пути в 6 точках измерения.
3.2.3.4
Оснащен самогерметизирующимися быстроразъемными фитингами для подключения внешнего контура водяного охлаждения.
3.2.3.5
Электрическая мощность нагревателя сердечника должна составлять 100 Вт.
3.2.4
Обязательный объем экспериментов по теплопроводности:
3.2.4.1 Применение уравнения Фурье для теплопроводности в твердых телах.
3.2.4.2 Определение профиля стационарной температуры для однородных и композитных материалов.
3.2.4.3 Определение общей теплопроводности/сопротивления для разнородных материалов.
3.2.4.4 Определение теплопроводности (k) различных металлических образцов.
3.2.4.5 Влияние изменения площади поперечного сечения на тепловое сопротивление (при 25 мм против при 13 мм).
3.2.4.6 Определение теплопроводности ($k$) для радиальной дисковой геометрии
РАЗДЕЛ 3.3 - 3.7: ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ОБРАБОТКА ДАННЫХ И РАБОЧАЯ СТАНЦИЯ
3.3
Охлаждаемая ванна с циркуляционным охлаждением и внешним регулированием температуры (количество: 2 комплекта):
3.3.1 Объем: 30 литров.
3.3.2 Диапазон регулирования температуры: от 5 до 35 °C или шире.
3.3.3 Расход циркуляционной воды, подаваемой в экспериментальные установки: 0,1 л/мин.
3.3.4 Цифровая панель дисплея, отображающая внутреннюю температуру ванны и настройки управления.
3.3.5 Меры безопасности: 1) Сливной патрубок, 2) Датчик уровня жидкости, 3) Защита от перегрева.
3.4
Рабочая станция для обработки вычислительных данных (количество: 2 полных комплекта):
3.4.1 Совершенно новый, не восстановленный/не отремонтированный блок.
3.4.2 Процессор Intel Core i5, тактовая частота 2,0 ГГц или выше на момент поставки.
3.4.3 ОЗУ 16.0 ГБ.
3.4.4 SSD-накопитель 1 ТБ.
3.4.5 24-дюймовый LED-монитор.
3.4.6 Предустановленная подлинная лицензионная лицензия Microsoft Windows 11 (или более поздняя версия) на весь срок службы.
3.4.7 Предустановленная подлинная лицензионная лицензия Microsoft Office (Word, Excel, PowerPoint) с тайским/английским интерфейсом на весь срок службы.
3.4.8 Беспроводная оптическая мышь с колесиком прокрутки идентичной марки.
3.4.9 Онлайн-портал поддержки OEM-производителя для загрузки BIOS/драйверов.
3.5
Совместимость с электропитанием и условиями окружающей среды:
Все оборудование, указанное в пунктах 3.1–3.3, должно работать от однофазной сети переменного тока 220 В, 50/60 Гц и стабильно функционировать в тропических условиях.
3.6
Лабораторные верстаки (количество: 2 шт.):
3.6.1 Прочный лабораторный верстак для установки оборудования, размеры:
75 см Ш x 200 см Д x 80 см В.
3.6.2 Высокопрочная стальная рама, полностью собранная, способная выдерживать нагрузку от оборудования, стальные трубчатые ножки или лучше.
3.7
Наборы инструментов и принадлежностей для обслуживания лаборатории:
3.7.1 Передвижной модульный инструментальный шкаф с выдвижными ящиками: 1 шт.
3.7.2 Набор комбинированных гаечных ключей: хромованадиевая сталь, 12 предметов: 1 комплект.
3.7.3 Набор отверток: 9 предметов: 1 комплект.
3.7.4 Набор шестигранных ключей (ключей Аллена): 6 предметов: 1 комплект.
3.7.5 Набор плоскогубцев: включает комбинированные плоскогубцы, длинногубцы и
диагонально-режущие плоскогубцы: 1 комплект.
