Laboratorio Termotecnica

 
L'attività del laboratorio è indirizzata all'analisi delle problematiche di trasmissione del calore, energetica e sviluppo delle fonti rinnovabili.
Sono disponibili sistemi di misura delle proprietà termofisiche quali calore specifico di solidi, liquidi, gas (e vapori), conducibilità termica di liquidi e gas, calore di evaporazione e di sublimazione, tensione di vapore, coefficiente di espansione di liquidi, calore di soluzione e calore di reazione chimica. Parallelamente sono stati costruiti apparati sperimentali dedicati, per misure di evaporazione di acqua da bacini a pelo libero.
Tali strumentazioni, insieme ad analizzatori spettrofotometrici, sono impiegate principalmente per studi su materiali trasparenti ed opachi sia di tipo convenzionale che innovativo, con applicazioni diverse: dal risparmio energetico negli edifici (certificazione energetica) alla ottimizzazione termico-visiva degli involucri di autoveicoli.
Nell'ambito dello lo studio delle fonti energetiche rinnovabili ed alternative, sono sviluppati dispositivi per applicazioni legate allo sfruttamento dell'energia solare termica e fotovoltaica; le ricerche sono indirizzate sia sullo studio dei dispositivi di captazione che sulla loro integrazione con impianti di conversione energetica (ad es. macchine frigorifere ad assorbimento). A supporto di tali attività, la struttura è dotata di sistemi software e codici di calcolo per l'analisi computazionale dei fenomeni fisici e per la misura e monitoraggio dei parametri di funzionamento dei macchinari.

STRUMENTAZIONI

Camera Climatica
E' il modello C330G5 di fabbricazione Mazzali. Le dimensioni interne utili della camera sono di mm 600 x 700 x 680 (L x H x P), per un volume di 300 litri. La cella è interamente costruita in acciaio inox AISI 304, saldata e quindi assolutamente esente da pori. La circolazione forzata dell'aria attraverso una doppia camera, in acciaio inox, garantisce la migliore uniformità delle condizioni climatiche nello spazio. Il campo di temperature di esercizio è compreso fra -40°C e +150°C.
Raffreddamento.
Il controllo della temperatura è assicurato, per temperature inferiori a quella ambiente, da una macchina frigorifera a compressione, di tipo alternativo, della potenzialità di 3 kW frigoriferi. II sistema refrigerante è realizzato con un compressore ad uno stadio con condensazione ad aria.
Riscaldamento.
Per il raggiungimento di temperature maggiori di quella ambiente, si impiegano quattro resistenze elettriche, alimentate a 220 V, le quali dissipano globalmente una potenza termica di 4 kW.
Umidificazione.
Per il controllo dell'umidità l'apparecchiatura dispone di un generatore di vapore a bassa pressione che introduce il vapore acqueo nella camera. L'umidità relativa può variare in un campo piuttosto esteso, essendo l'u.r. minima minore del 15% e l'u.r. massima in prossimità della saturazione, con una precisione pari a +/-3%.
De-umidificazione.
Il sistema di deumidificazione, costituito da un serpentino di raffreddamento alloggiato in un'intercapedine ricavata in corrispondenza delle pareti laterali della camera e serve a condensare energicamente l'umidità se questa deve essere ridotta oppure se è richiesta un'atmosfera particolarmente secca.

Calorimetro
Il calorimetro a flusso termico differenziale di tipo Calvet è il modello C 80 di costruzione Setaram. Lo strumento consente, mediante misure di flusso termico e temperatura, di determinare le seguenti grandezze fisiche:
- calore specifico di solidi, liquidi, gas (e vapori) con metodo assoluto e differenziale;
- conducibilità termica di liquidi e gas;
- calore di evaporazione e di sublimazione;
- tensione di vapore;
- coefficiente di espansione di liquidi;
- calore di soluzione e calore di reazione chimica.

Termocamera Flir Systems
Si dispone di una termocamera modello ThermaCAM™ B4, lo strumento standard del settore per l'esecuzione di ispezioni termografiche di edifici. La termocamera consente di misurare e rappresentare visivamente la radiazione infrarossa emessa da un oggetto.

Multimetro Fluke 45
Si dispone di un multimetro Fluke 45 modello 45-01 da banco a 5 cifre e doppio display fluorescente multifunzionale che permette la misura di due parametri differenti dello stesso segnale da una connessione di prova, visualizzando entrambe le misure nello stesso tempo.

Multimetro Digitale Fluke 8846A
Il modello 8846A è un multimetro a doppio display da 6½ cifre, progettato per applicazioni da banco, sul campo e su sistema. La gamma completa di funzioni di misura, oltre alle interfacce remote RS-232, IEEE 488 ed Ethernet, fa di questo multimetro la soluzione ideale per le misure manuali di precisione e l'uso in sistemi automatizzati.

Alimentatore AL 862 S
E' prodotto dalla ALPHA ELETTRONICA. E' costituito da due sezioni completamente indipendenti e perfettamente uguali; soddisfa le seguenti specifiche tecniche.
­ Tensione di ingresso: 220 VAC 10%;
- Tensione di uscita: 0/30 VCC variabile con continuità;
- Corrente: 0/3 A (temperatura ambiente 25°C);
- Stabilità: stabilità della tensione di uscita per variazioni della tensione di ingresso entro –5% e + 10% e del carico da 0 a 3A migliore dello 0.1%;

Alimentatore stabilizzato serie LZ
E' il modello 30LZ10B2 prodotto dalla CEP. Questo alimentatore è una sorgente di tensione o corrente di alta stabilità e bassi valori di impedenza d'uscita e di residuo in alternata. Il circuito di controllo relativo ai due modi di funzionamento "tensione costante" / "corrente costante" sono indipendenti.
Tensione di uscita: 0 – 30 Volt
Corrente di uscita: 0 – 10 Amp.

Misuratore di isolamento elettrico
E' il modello 2803 IN della SEW.

Piranometro
Il piranometro LP PYRA 02 della Delta Ohm, misura l'irradiamento su una superficie piana (watt/m2). L'irradiamento misurato è la somma dell'irradiamento diretto prodotto dal sole e dell'irradiamento diffuso (Irradiamento globale). Questo strumento rientra nei piranometri di prima classe secondo la norma ISO 9060.

Sistema di acquisizione dati Delta Logger
Il sistema della ditta Lombard & Marozzini è il modello DL2e-AK. Il sistema è gestito da un microprocessore che opera secondo:
- un programma "firmware" scritto su una Eprom e quindi non modificabile;
- un programma di "configurazione" personalizzabile.
Il sistema è dotato di 12 (oppure 24) ingressi analogici e di due ingressi digitali.

Colorimetro
Il CHROMA METER CL-200 della Konica-Minolta serve a valutare l'illuminazione, la temperatura di colore correlata (CCT), le coordinate colorimetriche e le differenze di tali grandezze per le sorgenti luminose.

Misuratore di luminanza
Il LUMINANCE METER LS-100 della Konica-Minolta misura l'intensità luminosa di sorgenti di luce e la luminosità delle superfici. Si possono effettuare misure puntuali della Luminanza del rapporto di luminanza fra due diverse sorgenti sia dei picchi di luminanza. La distanza focale minima è di 1014 mm fino a infinito.

Misuratore di Pressione
Il modello 2124.1 della Delta Ohm, è uno strumento portatile a due ingressi con display LCD di grandi dimensioni, per eseguire misure di pressione assoluta, relativa e differenziale e misure di temperatura. Lo strumento misura la pressione assoluta, relativa e differenziale tramite il modulo SICRAM che funge da interfaccia tra il sensore posto nella sonda e lo strumento.

Termoflussimetro Full Wireless
Della ditta Thermozig per la misura della trasmittanza in opera è la Versione PLUS (radio modem Plus). La strumentazione si compone di:
• due dispositivi denominati FE01 che sono sistemi di acquisizione multicanale, concepiti per misure accurate di temperature superficiale e/o flussi termici.
• due radio modem denominati RM01 che collegati ai sistemi di acquisizione multicanale permettono di realizzare delle reti di comunicazione senza fili a basso costo e basso consumo;
• un sistema di acquisizione denominato DL01 predisposto per operare in rete wireless.

Hot Box
Si tratta di una doppia camera calibrata (Calibrated Hot-Box) per la misura della resistenza termica, sono state interamente progettate e realizzate presso i Laboratori di Fisica Tecnica. L'apparato è stato costruito sulla base delle raccomandazioni dettate dalla norma UNI EN ISO 8990:1999.

Pompa da vuoto Leybold
E' il modello PD 40L della Leybold-Hereaus a due stadi: un primo stadio rotativo, raffreddato ad aria, ed un secondo a diffusione di olio, raffreddato ad acqua. Lo stadio rotativo è caratterizzato da una pressione minima raggiungibile pari a 2.5 x 10-4 mbar, da una portata nominale di 20 m3/h, da una portata di pompaggio di 15.2 m3/h e da una velocità di rotazione di 1500 giri al minuto. La potenza elettrica del motore di trascinamento è di 750 W.

Pompa da vuoto Keno
E' il modello K30/LDB/92 della casa costruttrice Keno; è dotata di due stadi, entrambi di tipo rotativo. La pompa è caratterizzata da una portata d'aria nominale di 2.2-2.7 m3/h e da una portata d'aria di 2-2.4 m3/h. La pressione minima raggiungibile è di 10-3 mbar; la sua velocità nominale di rotazione è di 2760-3310 giri/min.

Bilancia analitica
E' il modello SBC22 della Scaltec, a display digitale con metodo di prova a confronto diretto, campo di misura: 0 / 60 g / 210 g; sensibilità 0.01 mg / 0.1 mg.

Bilancia analitica
E' il modello ULTRA MARK 4000 della Bel Engineering a display digitale; calibrazione interna automatica, per cui i parametri fondamentali della bilancia vengono tenuti sotto controllo da un software specifico che la ricalibra automaticamente ad intervalli di tempo prestabiliti.Caratteristiche tecniche: risoluzione 0,01g; capacità 4000g; linearità ±0,02g; riproducibilità (S) 0,005g.

Viscosimetri
Si dispone di una serie di sei viscosimetri capillari a caduta libera di tipo Ubbelohde, di fabbricazione G.E.

Agitatore magnetico
E' il modello Microstirrer della Velp Scientifica, un piccolo agitatore studiato appositamente per agitazioni sospese, microtitolazione e là dove serve uno strumento affidabile e molto basso. Regolazione elettronica dei giri fino a 1.100 r.p.m. Capacità di agitazione fino a 5 litri. Magnete trascinatore tipo "PCM" di elevata forza.

Regolatore di temperatura
E' il modello CAL 3300, con display luminoso a quattro cifre. PID a regolazione automatica per l'impostazione di valori ottimali, in modo da ottenere un controllo più accurato. 5 configurazioni di allarme, fondo scala e deviazione con mantenimento e sequenza di errore. Programmatore a segmento singolo per riscaldamento e mantenimento temperatura controllato. Uscita doppia, relè/relè o relè/RSS; IP66 sul frontale; regolazione dello zero.

Termoigrometro Fischer
Il termoigrometro 35004 è composto da un igrometro a capelli e da un termometro bimetallico per la misurazione della temperatura e dell'umidità relativa dell'aria.

Stazione meteo termoigrometrica
E' il mod. 12413, per la misura della temperatura, dell'umidità e della pressione atmosferica per uso esterno con tettoia di protezione in metallo. Piastra di supporto in acciaio INOX per esposizione esterna. Strumentazione con ghiera cromata e quadrante satinato. Barometro ed igrometro con diametro 85 mm. Termometro a mercurio con temperatura massima e minima ed azzeramento degli indici.

 
 

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA / FACOLTÀ DI INGEGNERIA / DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE / SEZIONE DI FISICA TECNICA