Сучасний підхід до автоматизації вимірювань при експериментальних дослідженнях охолоджувачів наддувного повітря

Abstract

Мета. Розробка та впровадження сучасного апаратно-програмного комплексу для автоматизації вимірювань на лабораторному стенді дослідження охолоджувачів наддувного повітря (ОНП). Мета спрямована на подолання обмежень традиційних методик (ручний збір даних) шляхом підвищення точності, швидкості та інформативності експериментів, зокрема в режимах з вологовипаданням. Методика. Дослідження ґрунтується на комплексному підході: модернізація стенду шляхом дообладнання датчиками температури, тиску, вологості та витрати, та впровадження автоматизованої системи збору даних на базі контролера Arduino Nano. Це забезпечує синхронну реєстрацію параметрів з частотою 1 Гц для отримання масивів експериментальних даних. Результати. Створено цілісну синхронізовану систему, що забезпечує одночасний збір даних по всьому спектру параметрів. Усунено часовий розрив між вимірами, що дозволило досліджувати як стаціонарні, так і динамічні процеси. Автоматичне збереження до 180 значень на параметр за режим та статистична обробка зменшили довірчий інтервал похибки. Система мінімізувала вплив людського фактору, скоротила час експериментів та підвищила достовірність даних. Наукова новизна. Впровадження інтегрованої системи автоматизації на базі доступних апаратних компонентів (Arduino) з комплексною інтеграцією вимірювання вологості повітряного потоку – критично важливого параметра для дослідження теплообміну в умовах конденсації, який раніше не враховувався в стандартних методиках. Забезпечено високочастотний синхронний збір даних для вивчення динамічних процесів у ОНП. Практична значимість. Результати дослідження можуть бути використані для оптимізації конструкцій ОНП. Розроблений комплекс слугує основою для створення сучасних систем моніторингу та автоматизованих лабораторних стендів для наукових і промислових застосувань. Автоматизація значно спрощує подальшу обробку даних та валідацію математичних моделей. Рішення є масштабованим і може бути адаптоване для дослідження інших теплообмінних апаратів.