第四章 實驗步驟
4.1 風扇實驗
在實驗中,有很多影響量測風扇性能的因素,如風扇轉速不穩定、大氣環境壓力與溫度的改變、儀器不穩定及人為因素等,這些都會導致所量取的數值有誤差。因此,在進行實驗前,必須做好校正的工作,才能夠確保實驗的準確性。以下將詳述實驗前的準備工作與量測步驟。
1. 在實驗儀器啟動半小時前,必須先放置乾濕球溫度計、溼度計、大氣壓力計。並確保各儀器線路是否連接妥當,以及風箱主體是否為完全密閉狀態。
2. 調校儀器,並使用壓力校正器校準壓力轉換器,透過數據擷取裝置取得電壓與壓力之曲線,並確保壓力與電壓為直線之線性關係,求出曲線之直線方程式以提供小型冷卻風扇性能計算之用。
3. 同時打開待測風扇與輔助風機,使其運轉數分鐘待穩定後,以轉速計量測風扇轉速並記錄之,且查看數據擷取之情況,是否可明顯比較。
4. 改變電源供應器之電壓,由最大電壓調整至最小電壓,觀察期間之壓力差,比較是否合理。
5. 最後完成校正動作,並確認連接線路,使用凡士林與矽膠密封風箱與連結之管路,以確保無漏氣之現象。
要量測風扇性能曲線,必須調整風扇操作狀態,使數據量測正確,我們依照下列步驟進行實驗量測:
1. 由小型冷卻風扇最大之風量點開始量測,且注意噴嘴前後壓差需維持在
2. 待輔助風機與壓力調整至適當值,依序調升壓力,每次壓力改變均須調整噴嘴與輔助風機,待系統穩定後,即可開始擷取數據。
3. 將擷取之數據儲存於電腦中,並代入程式中運算,在本文研究中,我們以數值分析軟體來處理數據,經過處理運算後的數值即為所需之風量與壓力。
4. 重複上述(1)~(3)實驗步驟,每種實驗參數大約重複五次,並取其平均值做為最後的量測結果。
5. 將最後數值經過電腦繪圖軟體繪出我們所要的風扇性能曲線。
4.2 噪音實驗
在噪音實驗中,最重要的就是模擬自由聲場的量測環境,而為了量測可模擬人耳所感受的噪音值,本實驗採用量測指定位置的A權分貝(dbA),並使用半無響室的量測環境。在實驗前,必須確保量測環境符合半無響室的條件,否則所量測的噪音值會產生很大的誤差。
1. 量測半無響室環境的背景噪音是否在15 db以下。
2. 將待測風扇架設於半無響室中央,並確保半無響室為封閉狀態。
3. 開啟電源供應器與待測風扇,待其運轉穩定後,以光學轉速計量測轉速,並記錄實驗參數。
4. 將噪音計架設於距離待測風扇出入口
1. 當待測風扇達到所需轉速後,便可啟動噪音計。
2. 調整量測模式為dbA,取樣時間為0.1秒。
3. 調整噪音量測範圍在50~100 db。
4. 固定顯示最大噪音值(Max dbA)。
5. 每次量測時間為3分鐘,並記錄最後的最大噪音值,重複量測五次,取其平均值為最後結果。
6. 改變風扇轉速,重複步驟(1)~(5),最後將所量測數值輸入電腦,繪製曲線觀察其關係。
4.3 實機溫度實驗
在完成前述實驗後,最重要的就是印證風扇性能實驗的結果,因此我們將實際把各種風扇的組合方式置放到電腦的中央處理器的散熱鰭片上,如圖7、圖8所示,並放置溫度感測器,來量測中央處理器運轉的溫度,由此觀察風扇不同的組合方式對其的影響性。
1. 將溫度感測元件放置於距離中央處理器晶片
2. 為量測方便,需將電腦橫放,同時必須將電腦處於開機狀態。
3. 開啟電源供應器與待測風扇,並將其固定在散熱鰭片上。
4. 啟動運算程式,使系統處於100﹪的運算狀態。
1. 當系統達到100﹪的運算狀態時,便可調整風扇轉速。
2. 待風扇轉速穩定後,啟動計時器,計時10分鐘,
3. 當溫度穩定不再變化時,便可紀錄當時溫度。
4. 重複步驟(1)~(3),取其平均值紀錄之。
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