Порядок проведення лабораторної роботи

При проведенні роботи використовуються такі прилади: амперметр, вольтметр, термометр, секундомір.

4.1. Встановити термореле АРТ-2 в положення, що задається викладачем.

4.2. Включити холодильник. Перечекати початковий режим роботи: компресор працює і компресор стоїть.

4.3. В момент повторного включення компресору зафіксувати і записати такі величини:

- по секундоміру час включення компресору t ₁¢;

- по термометру температуру повітря всередині холодильної камери t_{п 1}^¢.

4.4. В період роботи компресору записати силу струму по амперметру і напругу по вольтметру.

4.5. В момент виключення компресора зафіксувати і записати такі величини:

- по секундоміру відмітити час виключення компресора t ₁²;

- по термометру визначити температуру повітря всередині холодильника t_{п 1}^².

4.6. Деякий час компресор стоїть, а потім знову вступає у роботу. В момент включення компресору після зупинки поставити реле АРТ-2 в нове положення і зафіксувати і записати такі величини:

- по секундоміру - час включення компресора t ₂¢;

- по термометру - температуру повітря всередині холодильника, t_{п 2}^¢.

4.7.Виміряти температуру навколишнього середовища t_п ^н.

4.8. При новому положенні реле провести дослід № 2, повторивши свої дії по пунктам 4.3. - 4.6.

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАННЯ

5.1. Результати проведення дослідів заносяться у таблицю. При цьому слід пам¢ятати, що кінець першого за часом досліду є початком другого.

Т а б л и ц я 5.1.

Позначення	t роб.= t 1²- t 1¢	t нер.= t 2²- t 2¢	t раб.+ t нор.	tп 1^¢	tп 1^²	tп 2^¢	U	І	tп ^н
Одиниця вимірювання	с	с	с	^оС	^оС	^оС	В	А	^оС
Дослід № 1
Дослід № 2

5.2. Визначається коефіцієнт робочого часу.

5.3. Розраховується холодопродуктивність установки.

5.3.1. Теплоприплив через зовнішні огородження холодильної камери визначається за загальним рівнянням теплопередачі

Q ₂ ^ст = k ^. F ^. D t,

 

де k - коефіцієнт теплопередачі через поверхню огородження, по довідниковим даним для холодильної шафи k =7 Вт/(м^2. К).

F - площа поверхні стінок, що огороджує внутрішній об¢єм камери охолодження визначається між осями стінок F = 4 м^2.

D t - різниця між температурами навколишнього повітря і середньою температурою повітря всередині холодильної камери.

5.3.2. Кількість теплоти, яка відбирається від продукту охолодження. В даному випадку в камері охолоджується повітря, яке і є продуктом

де V - внутрішній об¢єм камери, V = 0,4 м³ ;

с _рm¢ - середня ізобарна об¢ємна теплоємність повітря, кДж/(м³×К). Визначається по таблицях теплоємності повітря. Для умов роботи холодильника приймають с _рm¢=1,3 кДж/(м³×К).

5.3.3. Приплив теплоти із зовнішнім повітрям внаслідок вентиляції відсутній, оскільки камера не вентилюється і двері не відкриваються.

Q ₂ ^вн. = 0

 

5.3.4. Експлуатаційні теплоприпливи по даним літератури для холодильних установок приймаються рівними

 

Q ₂ ^е = (0,1 - 0,4) (Q ₂ ^ст + Q ₂ ^вн)

 

оскільки Q ₂ ^вн = 0, то Q ₂ ^е = 0,3 ^. Q ₂ ^ст

5.3.5. Теплове навантаження холодильної установки

 

S Q ₂ = Q ₂^ст + Q ₂^пр + Q ₂^е

5.3.6. Холодопродуктивність при робочих умовах

5.4. Середня температура кипіння за цикл. Для розрахунків прийняти F _б = 1,2 м²; k _б = (4 ¸ 6) кВт/(м²×К). [2].

5.5. По значенню середньої температури кипіння за цикл на графіку (рис.5.3) визначається довідкова холодопродуктивність Q ₀, кДж/с, [3].

 

Рис. 5.3. Графік залежності Q_О = f (t_оц, t_п^н)

 

 

5.6.1. Середня температура підведення теплоти в циклі

5.6.2. Середня температура відведення теплоти в циклі

 

T _відв.^ср. = t _п ^н + 273

 

5.6.3. Теоретичний холодильний коефіцієнт ідеального циклу

5.7. Затрачена робота циклу холодильної установки.

Не вся підведена в циклі електроенергія перетворюється в роботу, частина енергії втрачається в результаті недосконалої конструкції елементів і вузлів електродвигуна і компресора, ще частина енергії витрачається на роботу вентилятору. Затрачена в циклі робота визначається

 

L _ц = U ^. I ^.cosj t _роб.^. h _ку - N _в ^. t _роб.

де U - напруга, підведена до установки, В., визначена по вольтметру.

I - сила струму, А, визначена по амперметру.

сos j = 0,85 - коефіцієнт, який враховує, яка частина підведеної потужності витрачається на звершення роботи, [3].

N _в - потужність вентилятора, N_в = 18 Вт.

h _кц - к.к.д. компресорної установки.

h _ку = h _іад ^.h _м ^.h _ед.

h _іад - внутрішній адіабатний к.п.д., по даним [4], h_іад = 0,9

h _м - механічний к.к.д. компресора, по даним [2], h_м = 0,72

h _ед. - к.к.д. електродвигуна, для ротаційного компресора по даним [3], h_ед = 0,77, тоді

 

L _ц = 0,85 ^. 0,9 ^. 0,72 ^.0,77^. U ^. I ^. t _роб. - N _в ^. t _роб. =

= 0,424 × U ^. I ^. t _роб - 18 ^.t _роб.

5.8. Кількість теплоти, яка віддається гарячому джерелу:

 

Q ₁ = Q _2роб.^. t_роб. + L _ц

5.9. Дійсний холодильний коефіцієнт:

5.10. Складаємо зведену таблицю розрахункових величин

Т а б л и ц я 5.2.

Позначення	в	Q 2^ст	Q 2^пр	Q 2^е	S Q 2	Q 2роб	Lц	Q 1	Q 2^спр	e т	e е
Одиниці вимірюв.
Дослід № 1
Дослід № 2

6. СКЛАД ЗВІТУ

Звіт записується на подвійному аркушу учнівського зошита, в нього вносяться:

6.1. Мета і задача роботи.

6.2. Схема і цикл холодильної установки і короткий опис їх роботи.

6.3. Таблиця виміряних параметрів, табл.5.1.

6.4. Таблиця розрахункових величин, табл.5.2.

6.5. Висновки по роботі.

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

7.1. Пояснити роботу зворотного теплового циклу.

7.2. Дати визначення холодильному коефіцієнту.

7.3. Що називають холодопродуктивністю? Від яких параметрів вона залежить?

7.4. Назвіть види теплоприпливів, які враховуються при розрахунку холодопродуктивності.

7.5. Запишіть формулу для визначення середньої температури кипіння холодоагенту за цикл.

7.6. Опишіть роботу схеми і циклу холодильної установки.

7.7. Порядок проведення лабораторної роботи.

7.8. Які параметри і якими приладами проводяться вимірювання при виконанні роботи.

7.9. По яким формулам розраховують теоретичний і дійсний холодильні коефіцієнти.

7.10. Як розраховується робота циклу і кількість теплоти віддана гарячому джерелу?

 

Л І Т Е Р А Т У Р А

8.1. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. - М.: Наука, 1979 - 512 с.

8.2. Мальгина В.В., Мальгин Ю.В. Холодильные машины и установки. - М.: Пищевая промышленность, 1973.

8.3. Зелковский П.Х., Каплан Л.Г. Справочник по малым холодильным машинам и установкам. - М.: Пищевая промышленность, 1968.

8.4. Швец И.Т., Толубинский В.И. и др. Теплотехника. – К.: Вища школа, 1976.

8.5. Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. - М.: Энергия, 1972 - 317 с.

 

Лабораторна робота № 6

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ТЕПЛОВІДДАЧІ ПРИ ВИМУШЕНОМУ РУХУ ПОВІТРЯ В КРУГЛІЙ ТРУБІ

 

МЕТА І ЗАДАЧА РОБОТИ

Мета роботи – засвоєння теоретичних знань по розділу “Конвективний теплообмін”.

Задача роботи – експериментальне визначення коефіцієнту тепловіддачі при вимушеному русі повітря в трубах.