Проект установки для дослідження теплопровідності нанофлюідів

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Зміст

Вступ

Умовні позначення

1. Аналіз літературних даних по теплопровідності нанофлюїдів

1.1 Огляд і аналіз досліджень теплопровідності нанофлюїдів з частинками Al₂O₃

1.2 Вплив концентрації наночастинок, їх розміру і форми

1.3 Вплив температури

1.4 Вплив методів проведення експерименту

1.5 Вплив конвективної складової

2. Опис експериментальної установки

2.1 Конструкція вимірювальної комірки

2.2 Опис систем термостатування і вимірювання температури

3. Методика проведення досліджень

4. Технологічні розрахунки елементів установки

4.1 Розрахунок вакуумної системи

4.2 Розрахунок витрати азоту

5. Охорона праці

6. Організаційно-економічна частина

Висновки

Список використаних джерел

Вступ

В останні роки в Україні все більша увага приділяється питанням, пов'язаним з економією енергоресурсів. Питання енергоспоживання є для України надзвичайно складним клубком складних проблем. Тому питання енергозбереження слід вважати найважливішими економічними та екологічними проблемами на даному етапі розвитку.

Існує кілька принципових шляхів енергозбереження:

- Зменшення енергоємності продукції, що випускається на діючих підприємствах за рахунок модернізації технологій;

- Підвищення ефективності та зниження втрат при виробництві і транспортуванні електричної і теплової енергії;

- Впровадження альтернативних екологічно чистих джерел енергії;

- Поступове переведення економіки на так звані «інтелектуальні» технології (комп'ютерні, телекомунікаційні та ін.) Як значно менш енергоємні, більш рентабельні і екологічно чисті;

- Утилізація енергомістких відходів;

- Інтенсифікація теплообмінних процесів в технологічних апаратах і підвищення їх енергетичної ефективності.

Різне енергетичне обладнання, таке як: зверхкритичні котли, теплообмінні апарати і ядерні реактори, холодильне обладнання, теплові насоси та теплові труби, потребують інтенсифікації протікають в них теплообмінних процесів.

Аналіз показує, що задовольнити потреби підвищення енергетичної ефективності при тепловому регулювання перерахованих вище пристроїв можна трьома способами.

По-перше, простим збільшенням площі теплопередаючої поверхні. Однак такий підхід призведе до збільшення матеріаломісткості, вартості обладнанні, а, отже, і зменшення конкурентоспроможності виробленого обладнання.

По-друге, модифікацією теплообмінних поверхонь апаратів (мікроструктуровані поверхні, мікроканали, мікроканальних теплообмінники, мікроструі, нанесення на поверхні теплообмінних апаратів гідрофобних покриттів і т.д.). Однак в роботах [1, 2 EEJET] відзначається, що звичайне збільшення площі поверхні теплообміну і мікроканальних технології не завжди є альтернативним рішенням, наприклад, для теплового регулювання нового покоління напівпровідників і оптоелектронних пристроїв. Варто також враховувати збільшення вартості теплообмінного обладнання використовує зазначені технології, а також можливість засмічення профілю мікроканалів і структурованих поверхонь, збільшення гідродинамічного опору теплообмінників.

Третій напрям інтенсифікації теплообміну в апаратах пов'язано з модифікацією вже застосовуваних теплоносіїв або робочих тіл для різного роду обладнання. В рамках цього напрямку пропонується використовувати нанофлюїди (колоїдні системи з твердою дисперсною фазою нанорозмірів (до 100 нм) і рідкої дисперсної середовищем). Цей напрямок є досить перспективним. Аналіз літературних даних опублікованих в останні роки показує, що нанофлюїди (традиційні робочі речовини і теплоносії з добавкою частинок від одиниць до декількох десятків нанометрів) можуть істотно змінювати свої властивості і таким чином значно впливати на показники ефективності. Результати досліджень властивостей нанофлюїдів, опубліковані в останні роки, показують можливість істотного цілеспрямованої зміни їх теплофізичних і теплообмінних характеристик в порівнянні з традиційними робочими речовинами холодильних систем і систем кондиціювання повітря. У ряді робіт отримано значне збільшення теплопровідності не тільки для нанофлюїдів з наночастинками, що володіють високою теплопровідністю (вуглецеві нанотрубки, наночастинки високо теплопровідні металів, як наприклад, золото або мідь), а й для нанофлюїдів з наночастинками оксидів металів. Для пояснення причин збільшення теплопровідності в нанорідин до теперішнього часу аналізується кілька основних механізмів: броунівський рух наночастинок, освіта високо теплопровідні рідкого шару (з товщиною кілька молекулярних шарів) на кордоні розділу рідина-наночастинка, балістичний перенос теплової енергії всередині індивідуальної наночастинки і між наночастинками, який відбувається при їх контакті, а також вплив кластеризації наночастинок. У ряді досліджень відзначено значне зростання коефіцієнтів тепловіддачі при різних режимах течії в каналах різної форми і при фазових переходах.

В даний час вивчаються перспективи застосування нанофлюїдів для охолодження ядерних реакторів, в автомобільній промисловості для охолодження автоматичної коробки передач і поліпшення роботи системи охолодження двигуна і ін. Вивчаються також можливості поліпшення енергетичних характеристик холодильних систем за рахунок застосування нанофлюїдів. Так в ряді робіт показано, що наночастинки оксидів металів можуть бути використані в якості добавки для підвищення розчинності мінерального масла з HFC-хладонами, при цьому поліпшуються повернення масла в компресор і енергетичні характеристики холодильної системи.

Як показують виконані різними авторами дослідження, навіть незначні домішки наночастинок різних металів, їх оксидів, вуглецеві нанотрубки, фулерени і т.п. сприяють значному збільшенню коефіцієнта тепловіддачі при різних процесах теплообміну.

У зв'язку з викладеним, метою дипломної роботи є проект установки для дослідження теплопровідності нанофлюїдів.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені наступні завдання:

- Розробка і проект експериментальної установки для дослідження теплопровідності методом лінійного джерела (нестаціонарний метод нагрітої нитки), що дозволяє вимірювати теплопровідність нанофлюїдів;

- Розробити методику проведення досліджень теплопровідності нанофлюїдів при різних температурах і концентраціях наночастинок.

Робота виконана відповідно до Закону України «Про енергозбереження» від 1.07.1994 р; Постановами Кабінету Міністрів України №148 від 5.02.1997 р «Про комплексну державну програму енергозбереження України», №583 від 14.04.1999 р «Про Міжвідомчу комісію із забезпечення виконання Рамкової Конвенції ООН про зміну клімату», планом науково-дослідних робот МОН Україна «Дослідження, розробка та впровадження нанофлюїдів у холодильну промисловість для Підвищення енергетичної ефективності устаткування» (тема 12/04).

Умовні позначення

Q - тепловий потік;

-коефіцієнт теплопровідності;

F -площа, поверхня плоского шару досліджуваного речовини;

-час;

Т - зміна температури;

- товщина шару досліджуваного речовини;

L - довжина циліндричного шару;

d₁ и d₂ - відповідно, внутрішній і зовнішній діаметри циліндричного або сферичного шару;

- тиск;

с_v - ізохорна теплоємність одиниці маси;

с - щільність;

- вектор щільності теплового потоку;

dQ₁ - кількість теплоти, введене в елементарний об'єм шляхом теплопровідності за час dф;

dQ₂ - кількість теплоти, яке за час dф виділилося в елементарному обсязі dv за рахунок внутрішніх джерел;

dQ - зміна внутрішньої енергії або ентальпії речовини, що міститься в елементарному обсязі dv, за час dф;

С_р - ізобарна теплоємність одиниці об'єму;

с_р - ізобарна теплоємність одиниці маси;

- Коефіцієнт температуропровідності;

- Оператор Лапласа;

r - радіус-вектор, відстань в радіальному напрямку;

- полярний кут;

z - апліката;

- полярна відстань

- коефіцієнт форми для шару досліджуваного речовини;

R₀ - опір термометра при 0°С;

А иВ - термометричні коефіцієнти;

Т - кінцева температура;

Т₀ - початкова температура;

f - коефіцієнт термодифузії;

г = 0,5772 - константа Ейлера;

н - теплопровідність нанофлюїда;

б - теплопровідність базової рідини;

б - функція величини зазору;

Ra - критерій Релея;

е - коефіцієнт конвекції;

1. Аналіз літературних даних по теплопровідності нанофлюїдів

Результати досліджень властивостей нанофлюїдів, опубліковані в останні роки, показують можливість істотного цілеспрямованої зміни їх теплофізичних і теплообмінних характеристик в порівнянні з традиційними робочими речовинами холодильних систем і систем кондиціонування повітря. У ряді робіт отримано значне збільшення теплопровідності () не тільки для нанофлюїдів з наночастинками, що володіють високою теплопровідністю (вуглецеві нанотрубки, наночастинки високо теплопровідні металів, як наприклад, золото або мідь, але і для нанофлюїдів з наночастинками оксидів металів.

Для пояснення причин збільшення теплопровідності в нанорідин до теперішнього часу аналізується кілька основних механізмів: броунівський рух наночастинок, освіта високо теплопровідні рідкого шару (з товщиною молекулярного рівня) на кордоні розділу рідина-наночастинок, балістичний перенос теплової енергії всередині індивідуальної наночастинки і між наночастинками, який відбувається при їх контакті, а також вплив кластеризації наночастинок у ряді досліджень відзначено значне зростання коефіцієнтів тепловіддачі при різних режимах течії в каналах різної форми і при фазових переходах. Можливість поліпшення енергетичних характеристик холодильних систем за рахунок цього ефекту в даний час вивчається. Наприклад, в ряді робіт показано, що наночастинки оксидів металів можуть бути використані в якості добавки для підвищення розчинності мінерального масла з HFC-хладонами, при цьому поліпшується повернення масла в компресор і енергетичні характеристики холодильної системи (СОР збільшується до 26%). Нанофлюїди представляють собою досить складні системи, на властивості яких істотно впливають багато факторів.

З огляду на, що більшість публікацій за властивостями нанофлюїдів присвячено дослідженню теплопровідності, а отримані в них дані не узгоджуються між собою (див. рис. 2.1), в даній роботі проаналізовано основні фактори, що впливають на результати вимірювань теплопровідності. Як об'єкт експериментального дослідження теплопровідності обрана модельна система ізопропіловий спирт - наночастинки Al2O3.

Мал. 2.1 Вплив концентрації на наведену теплопровідність нанофлюїдів

З основних факторів, що впливають на теплопровідність нанофлюїдів, найбільш важливими є наступні:

- Спосіб отримання нанофлюїда і методика його підготовки до досліджень;

- Розмір і форма вихідних наночастинок, їх концентрація; здатність наночастинок утворювати кластери, розміри кластерів;

- Температура і тиск;

- Поверхнево-активні речовини (сурфактанти);

- Тип і властивості базових рідин;

- Методика проведення експерименту.

При дослідженні теплопровідності крім перерахованих вище факторів важливо враховувати адаптацію методики проведення експерименту до специфіки нанофлюїдів, вплив конвективного складової і ефекту «пічної труби», вплив дифузійних ефектів, вплив випромінювання і перевипромінювання для нанофлюїдів на основі базових рідин, напівпрозорих в ІК-області спектра і т.д.

1.1 Огляд і аналіз досліджень теплопровідності нанофлюїдів з частинками Al₂O₃

В опублікованих роботах досліджувався ефект впливу розміру і концентрації наночастинок з різними базовими рідинами на наведену теплопровідність при об'ємних концентраціях наночастинок, в основному, до 4-5% (див. табл. 2.1).

Таблиця 2.1

Огляд основних опублікованих досліджень теплопровідності нанофлюїдів з частинками Al₂O₃

Перший автор	Макс. концентр. частинок, %	Розмір наночастин, нм	Макс. еффект	Метод вимірювань	Літер.джерело
Базова рідина - вода
Das	4	38	9	МТК	[8]
Putra	4	131	24	МПС	[9]
Masuda	4,4	13	33	НМНН	[2]
Lee	4,3	38	11	НМНН	[6]
Wang	5,5	28	16	МПС	[4]
Chon	1-4	11-150	30	НМНН	[10]
Li	10	36-47	29	МПС	[11]
Zhang	5	11	8	НМНКН	[12]
Timofeeva	5	11-40	13	НМНН	[13]
Xie	5	60	21	НМНН	[3]
Hwang	1	48	4	НМНН	[14]
Murshed	1	80	12	НМНН	[15]
Oh	4	45	13	3-	[16]
Базова рідина - этиленгліколь
Lee	5	38	19	НМНН	[6]
Wang	8	28	41	МПС	[4]
Eastman	5	35	-	НМНН	[5]
Xie	5	26-300	30	НМНН	[3]
Beck	3	20	14	НМНН	[17]
Murshed	0,5	150	10	НМНН	[15]
Oh	4	45	10	3-	[16]
Базова рідина - компресорне масло
Wang	7,4	28	30	МПС	[4]
Базова рідина - компресорне масло
Wang	7,1	28	20	МПС	[4]
Xie	5	60	29	НМНН	[3]
Базова рідина - гліцерин
Xie	5	60	38	НМНН	[3]
Базова рідина - трансформаторне масло
Choi	4	13	20	НМНН	[18]

*) МТК - метод температурних коливань, МПШ - метод плоского шару, НМНН - нестаціонарний метод нагрітої нитки, НМНКН - нестаціонарний метод короткої нагрітої нитки, 3- - 3 омега метод.

1.2 Вплив концентрації наночастинок, їх розміру і форми

Максимальна зростання наведеної теплопровідності склав 30-40% для різних базових рідин. Як правило, з ростом концентрації наночастинок наведена теплопровідність збільшувалася, проте в роботі Лі і Петерсона [11] ефект впливу наночастинок на наведену теплопровідність зменшувався при збільшенні концентрації від 6 до 10%. Результати роботи Тимофєєвої та співавт. [13] для цього ж діапазону концентрацій показують протилежний результат.

Аналіз впливу розміру і форми наночастинок на наведену теплопровідність з опублікованих робіт не дозволяє знайти не тільки закономірності, але і навіть тенденції такого впливу. Цей висновок ілюструє рис. 2.2, на якому представлені результати вимірювань з наночастками розміром від 13 до 80 нм (базова рідина - етиленгліколь).

Мал. 2.2 Вплив розмірів наночастинок на наведену теплопровідність нанофлюїдів на основі етиленгліколю1-15 нм [3], 2-35 нм [5], 3-40 нм [13], 4-80 нм [3]

Частина опитаних даних показує, що з ростом розміру наночастинок наведена теплопровідність при фіксованій концентрації зростає, інші дані призводять до протилежних висновків. Практично у всіх публікаціях вказана сферична форма наночастинок.

1.3 Вплив температури

Результати деяких досліджень впливу температури на наведену теплопровідність наведені на мал. 2.3.

Мал. 2.3 Вплив температури на наведену теплопровідність нанофлюїдів 1, 2, 3 - дані [2] при х = 1,25%, 2,75% і 4,25%; 4, 5 - дані [8] при х = 1% і 4%; 6 - дані [11] при х = 2%.

Як видно з цього мал., Результати цих вимірювань прямо протилежні - частина з них показує зменшення ефекту впливу наночастинок на теплопровідність базової рідини з ростом температури, інша частина - збільшення цього ефекту. Можливо, це пов'язано зі збільшенням рухливості молекул і розпадом кластерів (конгломератів) наночастинок. До такого ж висновку прийшли Мёрст і ін. [15], вивчаючи вплив добавки сурфактанта на зростання наведеної теплопровідності при різних температурах.

1.4 Вплив методів проведення експерименту

Методика підготовки нанофлюїда до досліджень, що забезпечує його стабільність, і методика проведення експерименту по теплопровідності, адаптована до специфіки вивчення властивостей нанофлюїдів (вплив конвективного, дифузійної та радіаційної складових) мають першорядне значення.

При вимірі теплопровідності нанофлюїдів використовувалися як стаціонарні (метод плоского горизонтального шару), так і нестаціонарні (метод нагрітої нитки, метод «короткій» нагрітої нитки, метод нагрітої мікрополоскі, метод температурних коливань, так званий «3щ» метод, методфототермічна радіометрії, метод теплового компаратора), а також неінвазивні оптичні методи вимірювань. В рамках цієї роботи немає можливості проаналізувати всі зазначені методи вимірювань теплопровідності нанофлюїдів з точки зору їх точності, однак слід відзначити їх деякі характерні особливості.

Найбільший обсяг експериментальних даних до теперішнього часу отримано за допомогою нестаціонарного методу нагрітої нитки. Цей метод використовувався багатьма авторами для дослідження теплопровідності різних однофазних рідин. Таке широке застосування нестаціонарного методу нагрітої нитки пояснюється наявністю ряду переваг перед іншими методами досліджень: відносна простота конструкції вимірювального вузла; метод забезпечує достатню точність для однофазних середовищ і вельми експресивний (процес вимірювання займає не більше кількох секунд). Теорія цього методу заснована на одновимірному вирішенні рівняння Фур'є для лінійного джерела теплоти, який являє собою нескінченно довгу і тонку нитку, що розсіює тепло в нескінченну середу. Разом з тим, вплив граничних умов, конвективного, дифузійної та радіаційної складових в дослідах з нестаціонарним методом нагрітої нитки для нанофлюїдів не вивчено.

Ряд удосконалень нестаціонарних методів був зроблений в більш пізніх роботах. Наприклад, Xie, Zhang і ін. [3,12] використовували нестаціонарний

метод «короткій» нагрітої нитки, теорія якого заснована на двомірному вирішенні рівняння Фур'є для лінійного джерела теплоти з тим же відношенням довжини до діаметра, що і зразок нанофлюїда. На думку авторів, така методика дозволяє враховувати крайові ефекти.

До недоліків методу слід віднести складність виготовлення вимірювальної комірки (вибір матеріалу нитки і трубки, її виготовлення, ізоляція при високих температурах, підведення газу), труднощі вимірювання температури внутрішньої поверхні трубки і неможливість точного розрахунку градієнта температури в стінці капіляра (це особливо істотно при дослідженні речовин, що мають високий коефіцієнт теплопровідності), наявність значних градієнтів температури біля поверхні нагрітої нитки, помітний вплив температурного стрибка і можливість появи конвекції, вплив якої важко врахувати. Методом нагрітої нитки не можна досліджувати гази, які, контактуючи з поверхнею нитки, можуть змінювати її електричні властивості.

Спробу уникнути агрегації наночастинок і їх осадження зробив Mintsa [7], який помістив пристрій для перемішування нанофлюїда поруч з вимірювальним пристроєм, що реалізує нестаціонарний метод нагрітої нитки. У деяких роботах нагрівач і датчик температури були відокремлені один від одного (в якості нагрівача використовувався лазерний промінь, а в якості датчика температури - термометр опору), однак це не призвело до збільшення точності отриманих результатів.

В останні роки активно розроблялися оптичні методи вимірювання теплопровідності [19-26], в яких датчик температури і нагрівач відокремлені один від одного, забезпечуючи потенційно більш точні дані. Вимірювання в такому пристрої відбуваються протягом декількох мікросекунд, тобто набагато швидше, ніж при вимірах за допомогою «класичного» варіанту нестаціонарного методу нагрітої нитки. На думку авторів цих робіт, вплив природної конвекції в таких умовах дуже малий.

Порівняння результатів вимірювань теплопровідності нанофлюїдів на основі наночастинокAl₂O₃ різними методами наведено на мал. 2.4.

Мал. 2.4 Вплив методів вимірювання на наведену теплопровідність1 - метод плоского шару [4], 2 - нестаціонарній метод нагрітої нитки [6], 3 - метод температурних коливань [8], 4-3щ метод [16]

Як видно з цього графіка, розбіжності даних різних авторів значно перевершують заявлену ними похибка. Причини таких розбіжностей неочевидні, проте зрозуміло, що найбільшої довіри заслуговують результати, отримані при варіюванні основних факторів, що впливають.

1.5 Вплив конвективної складової

При конструюванні вимірювального вузла приладу для визначення теплопровідності рідин його геометричні розміри, конструкція і температурної режим повинні виключити або зменшити ймовірність виникнення конвективного теплообміну. Умови, при яких виникає конвективний теплообмін, вивчені різними дослідниками для однофазних рідин. Зазвичай вплив конвекції враховується введенням відповідної поправки (коефіцієнта конвекції е = л_эф/л). Для обґрунтованого введення такої поправки необхідно вивчення умов виникнення конвективного переносу тепла в конкретних умовах експерименту.

До перших робіт з вивчення конвекції слід віднести роботи Релея, який досліджував умови виникнення конвективного переносу тепла в шарі рідини між плоскими паралельними пластинами. Їм було встановлено теоретично, що поріг настання конвекції визначається критичною величиною критерію Релея Raкр. Висновком наступних робіт є залежність коефіцієнта конвекції від геометрії шару досліджуваного речовини і його розташування.

У подальших роботах було показано, що для вузьких циліндричних зазорів коефіцієнт конвекції визначається не тільки значеннями Ra, але і величиною вимірювального зазору.

Слід зазначити, що всі дослідження в цій області проводилися для однофазних рідин. У нанофлюїдах (двофазних системах) процес виникнення конвективного теплообміну набагато складніше і практично не вивчений. Тому найбільш надійним способом виключити вплив конвекції на результати вимірювання теплопровідності є досліди на декількох значно відрізняються між собою перепадах температур в стаціонарних методах і різних теплових навантаженнях в нестаціонарних методах вимірювань.

2. Опис експериментальної установки

2.1 Конструкція вимірювальної комірки

Для експериментального дослідження теплопровідності нанофлюїдів була розроблена вимірювальна комірка (мал. 2.5).

Мал. 2.5 Конструкція вимірювального пристрою реалізує нестаціонарний метод нагрітої нитки.1, 10 - струмові дроти; 2 - платинова нитка; 3, 7 - потенційні дроти; 4 пружина; 5 - вузол натягнення нитки; 6, 9, 11 - скляні капіляри; 8 - каркас

Вимірювальна комірка (Мал. 2.5) реалізує варіант нестаціонарного методу нагрітої нитки - метод лінійного джерела. Основним елементом вимірювальної комірки є термометр опору, виготовлений з платинового дроту 2 діаметром 50 мкм і довжиною 61 мм. Робоча ділянка нитки припаяний до струмопровідних проводах 1, 10 діаметром 0,1 мм, верхній з яких запаяний в центрі скляного капіляру 6. Нижній провід, що підводить струм через ізолюючий скляний капіляр 9, приєднаний до вольфрамової пружині 4, яка в свою чергу змонтована в вузлі натягу 5. Натяг пружини здійснювалося вантажем масою 2 г і фіксувалося стопорним гвинтом. Така конструкція дозволяє забезпечити постійне в часі і незалежне від параметрів стану натяг робочої нитки і створити умови для стабільної роботи нитки як термометра опору. Зазначені вище елементи вимірювального центру змонтовані всередині каркаса 8, виготовленого з латуні діаметром 12 мм.

Діаметр дроту визначали двома незалежними методами - виміром діаметра в двох взаємно перпендикулярних площинах через кожні 10 мм по довжині дроту і зважуванням 1 м дроту на аналітичних вагах. Для стабільності показань через напружені режимів роботи осередку платинова дріт попередньо двічі давав жару в муфельній печі при температурі 1100 К протягом 10 годин.

Нижній кінець платинової нитки кріпиться до вольфрамової пружині, що знаходиться в нижньому вузлі комірки. Пружина ізольована від корпусу в гвинті «натягу» за допомогою тонкостінних скляних капілярів. Натяг нитки здійснювалося за допомогою підвішеного вантажу масою 0,02 кг протягом 24 годин з подальшим зняттям вантажу і вивінчуванням до упору гвинта, який фіксувався контргайкою.

Як струмових і потенційних висновків використовували платинову дріт діаметром 0,1 і 0,02 мм, відповідно. Потенційні висновки, що визначають робочу ділянку нитки, виготовлені з платинового дроту діаметром 0,02 мм. Підпайки здійснювалася сріблом за допомогою спеціально виготовленої мікрогорілки. У верхній частині осередку для токового підведення нитки використовується сама нитка. Така конструкція дозволяє значно зменшити торцеві ефекти і спрощує висновок струмових і потенційних проводів в місці їх виведення з робочої зони. Для зниження відтоків тепла по провідникам виведення їх здійснювався по ізотермічної поверхні. Для висновків використовуються свердління діаметром 2 мм, виконані в двох взаємно перпендикулярних площинах в нижньому і верхньому кінцях корпусу вимірювального вузла. Для запобігання вертикально-кільцевої конвекції осередок мала «закриті торці». Це здійснювалося підбором відповідних розмірів скляних капілярів. Висновок платинових струмових і потенційних проводів здійснювався через спеціальні пропили на торцях скляного капіляра.

Для виведення і ізоляції струмових і потенційних проводів поза робочим зазору використовуються скляні тонкостінні капіляри, укладені в спеціально профрезерований канавках по корпусу вимірювальної комірки і фторопластового ізолятора верхнього вузла. Кріплення скляних капілярів до корпусу здійснюється фторопластовой плівкою в проточках корпусу. Величина зазору між скляним капіляром і каркасом осередку становила 0,3 мм, між корпусом вимірювальної комірки і стінкою теплообмінника - 0,2 мм. Таким чином, для усунення можливих конвективних потоків все зазори в корпусі осередки і автоклава зведені до мінімуму.

Центрування вимірювального капіляра щодо нитки вироблялося через свердління в каркасі в двох взаємно перпендикулярних площинах під мікроскопом типу УИМ-21 за допомогою настановних штифтів. Положення «центру» визначалося візуально і за відносним мінімуму ємності системи нитка-капіляр. Висока чутливість вимірювача ємності дозволила виявити і регулювати ексцентриситет до величини 0,001 мм. Щоб уникнути «внутрішнього» ексцентриситету, викликаного можливим викривленням нитки в робочій зоні, вимірювальний ділянку нитки вибирався з умови мінімуму ємності при протягуванні нитки через капіляр. Жорсткі вимоги до центрівці пояснюються тим, що точність визначення теплопровідності істотно залежить від величини ексцентриситету при малих вимірювальних зазорах. Крім того, при дослідженнях теплопровідності нанофлюїдів необхідна максимальна симетричність температурного поля.

2.2 Опис систем термостатування і вимірювання температури

Загальна схема всієї експериментальної установки представлена на мал. 3. Перед заправкою досліджуваної речовини з обсягу заправної камери відкачується повітря за допомогою вакуумної системи. З балона 5 досліджувана рідина заправляється в досліджувану осередок 19 через заправний вентиль 27. Об'єм комірки обмежений притискним фланцем 26 зверху і запірної пробкою 18 знизу. Струмові і потенціометричні дроти, йдуть до вимірювальної комірки через електровводи 29. Також передбачений перетворювач тиску 28 з'єднана з порожниною вимірювальної камери по паровій фазі. Мідний блок 19 служить для вирівнювання поля температур в осередку. Установка призначена для вимірювання теплопровідності при температурах від -60°С до 80°С. Для забезпечення роботи на низьких температурах (від -60°С до -20°С) через біфілярного спіральний канал мідного теплообмінника 25 прокачуються пари азоту, що надходять з системи подачі рідкого азоту. Для температур -20-+20 - прокачуємо хладоносій з допоміжного термостата, який охолоджується холодильною машиною. Для температур +20-80 - прокачуємо воду з допоміжного термостата. Допоміжні термостати на мал. 3 не вказані.

Для зниження теплопритоків з навколишнього середовища мідний блок поміщений в вакуумну камеру 14, яка відкачується вакуумною системою. Висновок термостата на необхідний температурний рівень здійснюється за допомогою фонового 23 і регулює 22 нагрівачів, які живляться від стабілізованих джерел живлення СП. Датчиком системи регулювання є платиновий термометр опору (R₀ = 100 Ом) 20.

В термостаті може виникати небажаний градієнт температури по висоті, що призведе до конвективних струмів всередині вимірювальної камери. Для запобігання цьому явищу на торцях термостата встановлена диференційна термопара 15, по сигналу якої включається один з додаткових торцевих нагрівачів 21 або 24. Ці нагрівачі підключені паралельно до джерела живлення фонового нагрівача за допомогою магазину опорів МСР і перемикача 30.



Мал. 3. Принципова схема низькотемпературного стенду по дослідженню теплопровідності рідин

1 - сільфонний регулятор тиску; 2 - манометр; 3 - посудина Д'юара; 4 - нагрівач; 5 - заправний балончик; 6, 13 - термопарні вакуумметри; 7 - іонізаційний вакуумметр; 8, 10 - вакуумні пастки; 9 - дифузний вакуумний насос; 11 - натікач; 12 - форвакуумний насос; 14 - вакуумна камера; 15 - диференціальна термопара; 16 - платиновий термометр опору 100П; 17 - вимірювальна осередок; 18 - запірна пробка; 19 - мідний блок; 20 - датчик системи регулювання температури; 21, 24 - торцеві нагрівачі; 22 - регулюючий нагрівач; 23 - фоновий нагрівач; 25 - теплообмінник; 26 - фланець; 27 - заправний вентиль; 28 - перетворювач тиску; 29 - електровводи; 30 - двопозиційний двоканальний перемикач; 31 - трьохпозиційний двоканальний перемикач; 32 - перемикач напряму струму; ІП - джерела живлення; У - підсилювач потужності; ДРТ - блок регулювання температури; МО-62 - міст опору; МСР - магазин опорів; ОКС - зразкова котушка опору; Picotest 1, Picotest 2 - мультиметри.

Вимірювання параметрів виробляються в наступному порядку. Після досягнення необхідного температурного рівня за допомогою джерела живлення ІП протягом 10 секунд подається напруга на платинову нитка вимірювального пристрою.

Мультиметром Picotest 1 реєструється падіння напруги на зразковою котушці опору ОКС послідовно включеної в ланцюг нитки. Мультиметром Picotest 2 реєструється падіння напруги на самій нитки. У режимі визначення теплопровідності прилади синхронізовані між собою і знімають показання з частотою 50 Гц. У проміжку між вимірами для переходу на інший температурний рівень по приладу Picotest 2 можна стежити за показаннями термометра 16 і термопари 15 використовуючи перемикач 31. Для усунення шумових ефектом пов'язаних з електромагнітними наведеннями в ланцюзі вимірювального пристрою передбачений перемикач напрямку струму 32. До розгляду беруться середні значення параметрів виміряних при прямому і зворотному напрямках струму.

3. Методика проведення досліджень

Досліди проводилися на цьому вимірювальному пристрої в нестаціонарному режимі з урахуванням ряду обмежень, пов'язаних з невиконанням граничних умов при вирішенні рівняння Фур'є для лінійного джерела теплоти (діаметр нитки-нагрівача склав 0,1 мм, товщина шару середовища - 0,55 мм).

Методика вимірювання теплопровідності нестаціонарним методом нагрітої нитки заснована на рішенні рівняння Фур'є для лінійного джерела тепла, що представляє собою нескінченно довгу і тонку нитку, що розсіює тепло в нескінченну середу:

(2.2)

де, ДT = T-T₀, T - кінцева температура,

T₀ - початкова температура,

r - відстань в радіальному напрямку,

ф - час,

q - тепловий потік,

D - коефіцієнт термодифузії.

Граничні умови можуть бути записані у вигляді:

, приф = 0 и r = 0(2.3)

, при ф ? 0 и r= ? (2.4)

З урахуванням цих умов, зміна температури в радіальному напрямку від джерела тепла може бути представлена у вигляді рівняння

(2.5)

Інтегрування рівняння (7) приводить до формули

, (2.6)

а для будь-якого фіксованого в радіальному напрямку відстані зміна температури може бути представлено у вигляді

(2.7)

звідки випливає, що графік зміни температури як функція логарифма часу являє собою пряму лінію, а нахил цього графіка пропорційний коефіцієнту теплопровідності. З рівняння (2.7) випливає, що теплопровідність може бути розрахована за формулою

(2.8)

Таким чином, для розрахунку теплопровідності з даних експерименту необхідно вимірювати потужність теплоти, яка виділяється ниткою, і зміна температури у часі. На рис. 2.6 і 2.7 показані приклади отриманих в тарувальних експериментах даних (ці вимірювання проводилися з кроком 0,02 сек).



Мал. 2.6 Залежність температури нитки від логарифма часу в перші 7 сек. досліду при різних гріючих токах: 1-400 мА, 2-350 мА, 3-300 мА

Мал. 2.7 Залежність температури нитки від логарифма часу в період часу 0,14-1,0 сек. при різних гріючих токах: 1-400 мА, 2-350 мА, 3-300 мА

Як видно з цих графіків, лінійна залежність температури від логарифма часу дотримується в діапазоні -2 ? lnф ? 0 при різних теплових навантаженнях. При ln ф ? -2і при ln ф ? 0 невиконання граничних умов приводить до нелінійності залежності температури від lnф і, відповідно, до помилок в розрахунку л.

Приклад результатів вимірювань теплопровідності ізопропілового спирту з наночастинками Al2O3 (об'ємна концентрація наночастинок х = 2,64%) при початковій температурі 8 ° С на вимірювальному пристрої, що реалізує «класичний» варіант нестаціонарного методу нагрітої нитки показаний на рис. 2.8 і 2.9 у вигляді залежності температури нитки від часу нагріву і залежності температури нитки від логарифма часу з "кроком" за часом 0,02 сек при різних значеннях гріє струму. Як видно з цього графіка, практично у всьому діапазоні вимірюваних параметрів кут нахилу лінії, що виражає залежність температури від ln ф, змінюється незначно.

Мал. 2.8 Залежність температури нитки від часу нагріву при різних гріючих токах1 - 200 мА, 2 - 300 мА, 3 - 400 мА

Мал. 2.9 Залежність температури нитки від логарифма часу нагріву при різних гріють токах1-200 мА, 2-300 мА, 3-400 мА

Аналіз цих даних для різних часових діапазонів, представлений в табл. 2.2, показує, що похибка результатів вимірювань теплопровідності не перевищує 1,2%.

Таблиця 2.2

Результати розрахунку ??T/?(ln ф), лі відхилень від середнього (л-л_ср)/л_ср • 100,% для різних часових діапазонів

ф, сек	lnф	??T/?(ln ф)	л, Вт/(м•К)	(л-лср)/лср•100, %
0,02-0,05	-4…-3	1,251	0,1539	-1,11
0,05 - 0,14	-3…-2	1,232	0,1557	0,04
0,14 - 0,36	-2…-1	1,242	0,1544	-0,79
0,36 - 1	-1…0	1,222	0,1570	0,88
1 - 2,74	0...1	1,234	0,1554	-0,15
2,74 - 7,38	1…2	1,219	0,1574	1,14

3.1 Результати контрольних дослідів

Контрольні досліди були проведені за стандартною рідини - толуолу в діапазоні температур від 20-80^оС. Толуол був обраний в якості градуйованної речовини, оскільки для цієї рідини коефіцієнт теплопровідності добре вивчений різними методами (як стаціонарними, так і нестаціонарними) і його теплопровідність визначена з урахуванням напівпрозорої в інфрачервоній області спектра.

Фрагмент результатів вимірювань теплопровідності толуолу представлений в табл. 3.2 і на мал. 3.8.

Таблиця 3.2

Експериментальні значення теплопровідності толуолу

t, 0C	л, Вт/(мК)
12,63	0,1351
14,35	0,1353
14,98	0,1350
15,53	0,1343
17,54	0,1342
18,56	0,1336
43,04	0,1281
43,05	0,1282
43,06	0,1282
45,12	0,1278
47,13	0,1268
49,13	0,1273
72,90	0,1213
73,06	0,1212
74,07	0,1210
75,91	0,1208
79,91	0,1203

Мал. 3.8 Результати контрольних дослідів по теплопровідності толуолу

Аналіз цих результатів показує, що відхилення, отриманих нами даних по теплопровідності толуолу відрізняються від стандартних довідкових даних в межах похибок експерименту.

конвективний теплопровідність нанофлюїд

4. Технологічні розрахунки елементів установки

4.1 Розрахунок Вакуумної системи

Схема вакуумної системи для розрахунку представлена на рис.4

Рис. 4. Схема вакуумної системи

1, 7, 8, 9, 10, 11 - вентилі вакуумної системи; 4 - вакуумна камера; 5 - термостат; 6 - іонізаційний манометр; 12 - трубопровід; 13 - насос для отримання низького вакууму; 14, 18 - термопарний манометр; 15, 17 - нітрогену пастка 16 - насос для отримання середнього вакууму.

Основні розміри вакуумної камери наведені нижче.

l_тр= 0,43 м - Довжина трубопроводу,

D_тр = 0,32м - Діаметр трубопроводу,

(2.1)

F_TP = рdl = 0,025м²- площа трубопроводу, (2.2)

Розміри вакуумної камери

- обсяг вакуумної камери (2.3)

- площа вакуумної камери, (2.4)

P_раб = 10^-3 Па,

Матеріал вакуумної камери - сталь, трубопровід виконаний з нержавіючої сталі Х18Н10Т.

Розрахуємо величину газового потоку

Q= Q_гв + Q_н, (2.5)

Q_гв - потік від газовиділень стінок,

Q_н - потік від протікань в систему,

Вк: Q_гв1 = qF_в = 2·10^-4·0,0045=9·10^-6м³Па/с,

q_cu = 2·10^-4 м³Па/ м²с, [45],

Тр: Q_гв2 = qF_тр = 4·10^-5·0,0025=1·10^-6м³Па/с,

q_тр = 4·10^-5м³Па/ м²с, [45],

Q_гв= 9·10^-6 ·1·10^-6 = 10^-5м³Па/с,

Відсутність течі контролюється течошукачем, які мають мінімальний реєстрований потік 10^-7м³Па/с.Тоді величина потоку натікання в систему розраховується за такою формулою:

, (2.6)

к_в - ймовірність існування течі, прийнята 0,2;

N = 11 - число з'єднань в системі;

Q_TИ = 10^-7м³Па/с- мінімальний потік реєстрований течошукачем,

M - 1 - число одночасних перевіряються з'єднань,

м³Па/с, (2.7)

Повна величина газового потоку

Q = 10^-5 + 2,2·10^-7 = 1,0022·10^-5 м³Па/с, (2.8)

а) Вибираємо насос для роботи в області високого вакууму.

Вибираємо серію паро-масляних насосів типу Н, що мають граничний тиск P_пр1 = 3·10^-4.. 4·10^-5Па. З діапазоном швидкостей дії

S_H =1.5·10^-5 .. 30 м³/с, робочий тиск паромасляного

P_раб1= 10^-3 Па. Ефективна швидкість відкачування

м³/с, (2.9)

Знаходимо значення коефіцієнта використання К_и1= 0,32.

Номінальна швидкість дії пароструйного насоса:

м³/с, (2.10)

Найближчий по швидкості дії пароструминний насос Н - 160/170 має наступні характеристики:

Діапазон робочих тисків - 10^-4 Па;

Швидкість відкачки в робочому діапазоні тисків - 0,64 м³/с;

Граничне залишковий тиск - 7·10^-5 Па;

Найбільший випускний тиск - 33 Па;

б) Вибір насоса для роботи в області низького вакууму.

Вибираємо обертальний насос, що мають граничний тиск

P_пр2 = 4·10^-1.. 10^-2Па. З діапазоном швидкостей діїS_H = 10^-4 .. 1,5·10^-1 м³/с,

Робочий тиск механічного насоса вибираємо по максимальному випускного тиску паромасляного насоса з коефіцієнтом запасу ц = 2, P_раб2= 17 Па.

Ефективна швидкість відкачування:

м³/с, (2.11)

Знаходимо значення коефіцієнта використання К_и2= 0,64.

Номінальна швидкість дії пароструменевого насоса:

м³/с, (2.12)

Найближчий по швидкості дії пароструминний насос ВН - 01має наступні характеристики:

Номінальна швидкість дії - 10^-4 м³/с.

Діаметр вхідного патрубка - 8мм.

граничний тиск - 4 Па.

Граничний тиск насоса з пасткою - 4·10^-1 Па.

Максимальна випускний тиск - 10⁵ Па.

Визначимо кордону режимів течії повітря в трубопроводі при Т=293 ⁰К.

Кордон між в'язкосним і молекулярно-в'язкосним режимами визначаємо за формулою:

мм рт. Ст (2.13)

Кордон між і молекулярно-в'язкосним і молекулярною режимами визначаємо за формулою:

мм рт. ст. (2.14)

Відкачування від 650 мм рт.ст. до 1,25 мм рт.ст.

Оскільки провідність трубопроводу більше швидкості відкачки насоса, можна вважати, що в діапазоні тисків від 1,25 мм рт. ст. до 0,0375мм рт.ст., швидкість відкачування дорівнює ефективної швидкості відкачки вакуумної камери.

Отже час відкачування буде розраховуватися за формулою [43]:

с (2.15)

де V - повний обсяг вакуумованих порожнин

V = V_вк + V_тр= V_вк+ р·R_тр²·l_тр=0.755·10^-3(2.16)

P₁^/ иP₁^//- тиску на кордонах режиму (P₁^// =650 мм рт.ст, P₁ = 1,25мм рт.ст).

Відкачування від 1,25 мм рт.ст. до 0,0375 мм рт.ст.

Попередньо розрахувати пропускну здатність трубопроводу:

(2.17)

Де U_тр ,U_пов ,U_вент- пропускна здатність трубопроводу, поворотів і вентилів відповідно.

(2.18) л/с

де P₁, P₂ - тиск кордонів режиму течії [49].

Пропускна здатність вентилів розраховувалася за формулою

(2.19)

л/с

л/с(20)

л/с (2.20)

Пропускна здатність поворотів розраховувалося за формулою

(2.21)

Де l_рас = l + 1.33·d· =·2.00 + 1.33·0.004·8 = 2.042 м

P₁, P₂ - тиск кордонів режиму течії;

D - діаметр трубопроводу;

I - кількість поворотів.

л/с (2.22)

Ефективність відкачування в молекулярно-в'язкісному режимі розраховувалася за формулою:

л/с (2.23)

Так як , то час відкачування в молекулярно-в'язкісному режимі знайдемо за формулою:

с(2.24)

Відкачування від 0,0375 мм рт.ст. до 0,01 мм рт.ст:

Пропускна здатність трубопроводу при молекулярному режимі:

л/с (2.25)

Пропускна здатність поворотів при молекулярному режимі:

л/с (28)

Де л/с

Общая пропускная способность при молекулярном режиме:

л/с (2.26)

Ефективність відкачування в молекулярному режимі розраховувалася за формулою:

л/с (2.27)

час відкачування в молекулярному режимі знайдемо за формулою:

с

Загальний час відкачування для трьох режимів:

с, (2.29)

, (2.30)

м³/с, (36)

м³/с, (2.31)

Час відкачування

Отриманий час задовольняє вимогам реалізації методики проведення досвіду.

4.2 Розрахунок витрати азоту

В ході досліджень експериментально було встановлено, що азот випаровувався повністю протягом 50хв = 3000 с. Так як обсяг азоту, що заливається, дорівнює:

То витрата азоту дорівнює:

5. Охорона праці

Охорона праці - це система правових соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, спрямованих на збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці. В даний час охорона праці підтримується кодексом законів про працю України.

Небезпечні і шкідливі речовини і фактори, що застосовуються в лабораторії. Їх вплив на людину і методи захисту

Основними шкідливими факторами на проектованому об'єкті являються: електричний струм і R600a (при витоках в робочу зону).

Проходячи через організм, електричний струм надає термічне, електролітичне і біологічне дії. Це різноманіття дій електричного струму призводить до електротравма і електричним ударам.

Розрахунковим опором тіла людини є для непошкодженої шкіри 1000 Ом. Величина струму, що протікає через організм, є головним фактором, від якого залежить результат поразки (чим більше струм, тим небезпечніше його дія).

Основними заходами захисту від ураження струмом є: забезпе-ня недоступності струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, для випадкового дотику; електричне поділ мережі; усунення небезпеки поразки у разі напруги на корпусах, кожухах та інших частинах електроустаткування, що досягається застосуванням малих напруг, використанням подвійної ізоляції, вирівнюванням потенціалу, захисним заземленням, зануленням, відключенням.

При атмосферному тиску холодоагент R600a - безбарвний газ, легший за повітря, практично без запаху.

Найбільш небезпечною властивістю R600a є його вибухонебезпечність.

Крім того, газоподібний R600a подразнює слизові оболонки очей і верхніх дихальних шляхів, на спітнілі ділянки шкіри. При важких отруєннях R600a спостерігаються утруднене дихання, сильний кашель, задуха, спазми голосової щілини.

Гранично допустима концентрація (ГДК) R600a в повітрі робочої зони складає 20 мг/м³.

Проникнення R600a в повітря робочої зони можливо при розгерметизації лабораторної експериментальної установки.

У лабораторії обов'язкова установка сигналізаторів витоку і аварійної концентрації парів R600a в повітрі приміщення. Сигналізатори витоку повинні давати попереджувальний сигнал і включати припливно-витяжну вентиляцію при концентрації R600a вище 0.5-1 мг / л. При досягненні концентрації 1.5 мг / л сигналізатори аварійної концентрації повинні вимикати електроживлення всієї лабораторної експериментальної установки і одночасно включати аварійну вентиляцію і світлозвукову сигналізацію.

Захист від ураження електричним струмом

Для захисту від впливу електричного струму рекомендується використовувати захисне заземлення. Захисне заземлення - це навмисне електричне з'єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмоведучих частин електрообладнання. В електричних мережах напругою до 1000 В опір заземлювальної системи не повинно перевищувати 4 Ом. Це в 250 разів менше, ніж розрахунковий опір тіла людини. При випадковому зіткненні людини до такого заземленого корпусу струм, який піде через нього буде відповідно менше.

У приміщенні лабораторії заземлення виконують наступним чином: всередині приміщення, по периметру, на відстані 20-30 см від підлоги прокладають металопровідник, який з'єднаний з землею. У землі знаходяться електроди довжиною від 2 до 3 м. Металеві корпуси обладнання, що знаходяться в лабораторії з'єднані провідниками з заземлюючим контуром за допомогою зварювання. З корпусом провідник з'єднується різьбових з'єднань з пружиною і шайбою для запобігання самовідгвинчування.

Класифікація приміщення за ступенем небезпеки ураження електричним струмом

Приміщення лабораторії, в якому знаходиться експериментальна установка по визначенню теплофізичних властивостей, відноситься до особливо небезпечних приміщень.

Особливо небезпечні приміщення за ступенем небезпеки ураження електричним-струмом характеризуються підвищеною вогкістю, з відносною вологістю повітря, близькою до 100%, наявністю хімічно активної середовища.

Розрахунок заземлення

Розрахунок заземлюючого пристрою для електрообладнання напругою до 1000 В при ґрунті - глина. Як штучного заземлювача використовуються сталеві труби:

- діаметр и довжиною,

- відстань між трубами ,

- ширина полоси,

- опір грунту,

- кліматичний коефіцієнт.

Для проведення заземлення в лабораторії використовувалися матеріали з наступними геометричними і іншими параметрами:

м, м, м, м, , .

Визначаємо розрахункове значення питомої опору ґрунту:

(5.1)

Ом•м

Вибираємо систему розподілу вертикальних заземлювачів. Для малих беремо в ряд.

Задаємо в межах. Нехайм.

м (5.2)

Опір одного вертикального заземлювача становить:

(5.3)

Ом.

Визначаємо кількість одиночних заземлювачів:

, (5.4)

В електричних мережах напругою до 1000 В відповідно до вимог ПУЕ опір заземлювальної системи не повинно перевищувати 4 Ом. Це в 250 разів менше, ніж розрахунковий опір тіла людини. При випадковому дотику людини до такого заземленого корпусу струм, який піде через нього буде відповідно менше. Виходячи з того, що розраховане опір системи складає 2,37 Ом, можна зробити висновок про правильність розрахунку, так як розрахункове значення задовольняє умові ? 4 Ом.

шт.

Приймаємо = 4; вибираємо = 4 шт.

Визначаємо коефіцієнт використання вертикальних стрижневих заземлювачів.

(5.5)

При значення коефіцієнту Ом.

Розраховуємо довжину горизонтальної електрода:

(5.6)

м.

Визначаємо опір заземлювача:

, (5.7)

Де - коефіцієнт використання горизонтального заземлювача. Визначаємо, що = = 0,89 тоді

Ом.

Розрахунок загального опору системи:

(5.8)

Ом.

Згідно з вимогами ПУЕ - в електричних мережах напругою до 1000 В опір заземлювальної системи не повинно перевищувати 4 Ом. Виходячи з того, що розраховане опір системи становить Ом, можна зробити висновок про правильність розрахунку, так як парне значення задовольняє умові.

Виробнича санітарія

Освітлення

У приміщенні лабораторії використовується штучний тип освітлення. Освітлювальна система повинна забезпечувати високу якість освітленості, яке визначається найменшим розміром розглянутого предмета і контрастом його з фоном; рівномірний розподіл яскравості по робочій поверхні; відсутність різких тіней на робочій поверхні; відсутність прямої і відбитої блескості; відсутність пульсації коливання і освітленості в часі.

Розрахунок штучного освітлення

Завданням розрахунку є визначення потрібної потужності електричної освітлювальної установки для створення в приміщенні лабораторії заданої освітленості. Розрахунок проводиться за такою методикою.

Вибираємо тип джерела світла - газорозрядна лампа.

Система освітлення - загальна.

Тип світильника - ВВПЗ (волого-взриво-пилезахищення). У цих світильниках встановлено дві і більше ламп, що дає можливість зменшити пульсацію сумарного світлового потоку світильника і виключити стробоскопічний ефект. У приміщенні, де знаходиться установка, встановлено штучне освітлення.

Необхідно розподілити світильники і визначити їх кількість. Забезпечення рівномірного розподілу джерела досягається в тому випадку, якщо відношення відстаней між центрами світильників (L) до висоти їх підвісу над робочою поверхнею складає 1,5 для світильника типу ПВЛ.