КПД СВЧ-печей Оценка, измерение и сравнение КПД

Учебный проект
КПД СВЧ-печей
Оценка, измерение и сравнение КПД
микроволновых бытовых печей
Участник проекта: Виталия Слипкус, ученица 10 класса
ГБОУ СОШ №102, г.Самара
Руководители проекта: Тарасов Валерий Анатольевич
Назаров Александр Иванович
ГБОУ СОШ №102, г.Самара
Учебный центр Объединенного Института Ядерных
Исследований г. Дубна. Международная школа 2013 г.
План
1.
2.
3.
4.
5.
Исторический обзор.
Виды бытовых СВЧ нагревателей..
Актуальность исследования.
Планирование эксперимента.
Выбор оборудования и описание
экспериментальной установки.
6. Ход эксперимента.
7. Результаты и выводы.
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СВЧ-ПЕЧЕЙ
1942 г. Перси Спенсер исследование
излучателей СВЧ волн тепловое
воздействие
сэндвич
патент на использование микроволн для
приготовления пищи 1947 г. высота с
человеческий рост, вес с корову – 340 кг
фирма «Sharp»
осень 1962 года
Позднее изобрели
вращающуюся тарелку в печи
микропроцессорную систему управления
печь с выходом во всемирную паутину
ВИДЫ БЫТОВЫХ СВЧ НАГРЕВАТЕЛЕЙ
Бытовые СВЧ-печи различаются
•
•
•
•
•
по
по
по
по
по
потребляемой мощности,
объему рабочей камеры
наличию гриля и конвекции
возможности вращения продукта
системе управления работой печи
ПРИНЦИП РАБОТЫ СВЧ НАГРЕВАТЕЛЕЙ
Работа бытовых СВЧ нагревателей (микроволновых печей) основана
на излучении магнетроном электромагнитных волн частотой 2450
МГц в рабочую камеру.
Эти волны оказывают влияние на молекулы воды (которые имеются
во всех продуктах и являются диполями). Волны (периодически
изменяющееся электрическое поле) придают этим молекулам
колебательные движения. А их вибрация (переориентация диполей)
вызывает внутреннее трение, которое и приводит к повышению
температуры вещества.
Магнетроном называется генераторный, вакуумный, двухэлектродный
прибор СВЧ, в котором движение электронов происходит в скрещенных
электрическом и магнитном полях.
Актуальность исследования
КПД важен !
В характеристике не указывают (см. далее)
Почему?
Что может влиять на КПД? … …
Масса, дробление, соленость, влажность, конструкция …
Проверить гипотезу! (Методика?)
Цель проектной работы
Оценить масимально возможный КПД СВЧ-печей
Разработать методику измерения КПД СВЧ-печи
Измерить КПД СВЧ-печи
Выявить зависимость КПД от разных факторов и
режимов работы печи
Сравнить КПД разных печей
Исследуемые СВЧ-печи (1)
Исследуемые СВЧ-печи (2)
Исследуемые СВЧ-печи (3)
Исследуемые СВЧ-печи (4)
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ(1)
Измерение силы
потребляемого тока и
сетевого напряжения
Для измерения и
контроля сетевого
напряжения
использовался вольтметр
переменного
напряжения с пределом
измерения до 250 В
Для измерения силы
переменного тока
использовался
амперметр с пределом
измерения до 30 А.
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ(1)
Схема подключения
измерительных приборов
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ (2)
Измерение температуры
воды(цифровой инфракрасный
термометр + жидкостный)
Контроль времени работы печи
(секундомер+таймер)
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ (3)
Измерение массы воды
Данные измерений
Обработка измерений
ОПЫТ 1
ОПЫТ 2
ОПЫТ 3
ОПЫТ 4
Сводный график зависимости КПД
печей от массы продукта
ОПЫТ 5
ОПЫТ 6
Выводы
• Максимальнй КПД СВЧ-печей не более 65 % (0,65).
• Реальный КПД не превышает 55 % (0,55).
• КПД зависит от массы нагреваемого продукта,
____ (максимум от 1 кг и более)
• КПД примерно одинаков у разных печей.
• КПД не зависит от степени дробления продукта.
• Реальный КПД не зависит от солености продукта.
Использованная литература
и электронные ресурсы
•
•
•
•
•
•
http://ru.wikipedia.org/wiki/Микроволновая_печь
http://technovolna.blogspot.ru/2010/12/blog-post_4492.html
http://www.omar.ru/home/test/microwave.shtml
http://www.potrebitel.by/14974.html
http://www.exremont.ru/sv/pr.php
http://byt.potrebitel.ru/?action=model_list&num_id=102&cat_
id=414
• http://magvendor.ru/magnetron/magnetron.html
• http://www.elremont.ru/small_rbt/bt_rem22.php