a

Politechnika Częstochowska

Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów

W Katedrze Pieców Przemysłowych i Ochrony Środowiska od kilkunastu lat prowadzone są badania na procesami wymiany ciepła występującymi podczas nagrzewania stalowego wsadu porowatego, do którego zalicza się m.in. kręgi drutu oraz wiązki elementów długich (prętów, kształtowników, profili). Z uwagi na niejednorodną strukturę tego wsadu, występujący w jego obszarze przepływ ciepła jest kombinacją przewodzenia, przewodzenia kontaktowego, promieniowania oraz konwekcji swobodnej. Prace te sprowadzają się do poznania jakościowego tego procesu jak i jego opisu ilościowego. Badania w tym zakresie prowadzone są zarówno w sposób analityczny jak i eksperymentalny. Badania eksperymentalne realizowane są w laboratorium wymiany ciepła. Podstawowymi urządzeniami tego laboratorium są: oporowy piec komorowy o mocy 18 kW, aparat płytowy z osłoniętą płyta grzejną oraz aparat rurowy.
Piec komorowy wykorzystywany jest do badań procesów przepływu ciepła w warunkach nieustalonych. Komora grzewcza tego urządzenia ma wymiary: 100/30/25 cm (długość/szerokość/wysokość). Układ sterowania pozwala na nagrzewanie według dowolnie ustalonego programu do temperatury 1000°C. Urządzenie to wykorzystywane jest również do badań emisyjności wyrobów stalowych w szerokim zakresie temperatury. Do tego typu badań, w zależności od potrzeby używana jest kamera termowizyjna lub pirometr przemysłowy.
Aparat płytowy wykorzystywany jest do pomiarów efektywnej przewodności cieplnej kef wsadu porowatego mającego postać płaskich złóż. Przyrządy tego typu stosowane są powszechnie do badań przewodności cieplnej materiałów twardych, sypkich oraz włóknistych Badania na tym stanowisku wykonywane są metodą ustaloną. Sam pomiar polega na określeniu strumienia ciepła przepływającego przez próbkę wsadu o dokładnie znanych wymiarach oraz ustaleniu spadku temperatury na jej przeciwległych powierzchniach, prostopadłych do kierunku przepływu ciepła. Na podstawie tych wielkości obliczana jest następnie wartość współczynnika kef. Podstawowym elementem opisywanego stanowiska jest komora grzewcza, w której umieszczane są próbki badanego wsadu. Jest to piec elektryczny, którego konstrukcja i działanie zapewniają uzyskanie w obrębie badanych próbek wymaganych stosowaną metodą warunków brzegowych. Urządzenie to składa się z następujących elementów: stalowej retorty, grzejnika głównego, grzejnika osłonowego (bocznego i dolnego), izolacji cieplnej oraz konstrukcji nośnej. Próbki badanego wsadu podczas pomiaru znajdują się we wnętrzu retorty, która ma postać prostopadłościanu o wymiarach wewnętrznych: podstawa 400x400 mm oraz wysokość 200 mm, od góry zakończonego kołnierzem. Podczas prowadzonych badań retorta przykryta jest szczelnie stalową pokrywą, w której znajdują się dwa króćce z zaworami kulowymi. Dzięki temu rozwiązaniu, wnętrze retorty można napełniać dowolnym gazem, po wcześniejszym jej opróżnieniu za pomocą dołączonej do stanowiska pompy próżniowej. Badania efektywnej przewodności cieplnej na aparacie płytowym mogą być prowadzone w zakresie temperatury 50°÷700°C, przy niepewność pomiaru równej około 5%.
Aparat rurowy wykorzystywany jest do pomiarów efektywnej przewodności cieplnej wsadu porowatego kajanego postać uzwojoną. Próbkom takiego wsadu odpowiadają kręgi blachy lub drutu. Zasada działania aparatu rurowego jest taka sama jak aparatu płytowego. Badania na tym urządzeniu można prowadzić w zakresie temperatury 50°÷800°C, przy niepewność pomiaru wynoszącej około 5%.



Opiekunem laboratorium jest dr inż. Rafał Wyczółkowski

Ta strona używa ciasteczek zgodnie z ustawieniami Twojej przeglądarki Ok, rozumiem.