Опис лабораторної установки.

Схема лабораторної установки показана на рис. 3.4. В якості холодоагента використовується фреон Ф-12 (дифтордихлорметан СF₂Сl₂). Залежність тиску насиченої пари від температури наведена в табл. 3.1, звідки видно, що при Р=1,01 бар фреон Ф-12 кипить при температурі - 30°С, а, наприклад, при Р=6,60 бар кипить при температурі 25,1 °С. Отже, стиснутий до тиску 6,6 бар фреон Ф-12 може бути сконденсований в конденсаторі 2 (рис. 3.1) при його охолодженні водопровідною водою, що має звичайно більш низьку температуру.

Манометри М₁ і М₂ служать для визначення тиску відповідно на вході і виході компресора. Секундна робота електродвигуна компресора визначається на основі вимірювань вольтметром напруги і амперметром лінійного струму.

У випарник 4 (рис. 3.4) подається попередньо нагріта в термостаті вода. Витрата води визначається за допомогою мірного бачка 5 (рис. 3.4), який має водомірну скляну трубку.

Для визначення температур t₁-t₆ служать термопари, ЕРС (електрорушійні сили) яких, визначаються за допомогою цифрового вольтметра.

Термопари (Т₁ - Т_б) підключені до вольтметра через перемикач таким чином, що:

1 позиція відповідає температурі фреону на вході в компресор – t₁, ^оС;

2 позиція - температурі фреона на виході із компресора t₂, ^оС;

3 позиція - температурі фреона після виходу із конденсатора t₃, ^оС;

4 позиція - температурі фреона після виходу із дросельного вентиля t₄, ^оС;

5 позиція - температурі води на вході в випарник t₅, ^оС;

6 позиція - температурі води на виході із випарника t₆, ^оС.

Таблиця 3.1

Залежність від температури тиску насиченої пари фреону Ф-12

 

t, °С	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5
Р, бар	0,65	0,81	1,01	1,25	1,53	1,85	2,22	2,64	3,13
t, °С
Р, бар	3,67	4,29	4,97	5,74	6,59	7,53	8,56	9,69	10,9
t, °С
Р, бар	12,3	13,7	15,3

 

Методика проведення дослідів.

1. В конденсатор 2 (рис.3.4) із водопровідної мережі подати охолоджувальну
воду.

2. У випарник 4 (рис. 3.4) подати попередньо підігріту в термостаті воду (t~30°С).

3. Ввімкнути електродвигун компресора холодильної установки.

4. Вимірювання, необхідні для виконання завдання, проводити 3-4 рази через
рівні проміжки часу (10 хвилин). Заміри повторюються до досягнення
стаціонарного режиму, тобто незмінності в часі значень усіх вимірюємих
величин.

Результати вимірювань заносяться в таблицю 3.2. Для подальших розрахунків необхідно брати показання приладів, одержані при стаціонарному режимі роботи установки.

В табл. 3.2 Р₁, Р₂ – абсолютні значення тиску фреону (бар):

. (3.8)

Для визначення температур з виміряних ЕРС термопар ΔU (mВ) викорис­товується тарировочна таблиця, в якій ΔU=0 відповідає температурі 0 ^оС. Якщо спай термопари, який термостатирується, знаходиться при кімнатній температурі, потрібна температура визначається з формули

, (3.9)

де t_к - кімнатна температура; t₀ - температура по тарировочній таблиці, що відповідає значенню ΔU.

Для контролю узгодженості вимірювань температури та тиску фреону в випарнику, необхідно за допомогою табл. 3.1 співставити значення температури t₄ і тиску Р₁.

Таблиця 3.2

Протокол вимірювань

Дослід

Електричні вимірювання

Тиск фреону, бар

Температура фреона, ^оС

Температура води, ^оС

Об’єм мірного бачка, л

Час наповнення мірного бачка, с

Напруга U, В

Струм, І, А

Р1

Р2

Перед компресором, t1

Після компресора, t2

Після конденсатора, t3

Після дроселя, t4

На вході у випарник, t5

На виході із випарника, t6

1.

2.

3.

4.

Стаціонарні значення

1.

 

Обробка результатів вимірювань

Секундну механічну роботу, витрачену в компресорі визначимо з виразу:

, кВт, (3.10)

, (3.11)

де: U - лінійна напруга, В; І - лінійний струм, А; соsφ = 0,6; η - ККД приводу; η = 0,71 (по паспорту агрегата).

Секундна холодопродуктивність установки:

, кВт (3.12)

де М - масова секундна витрата проточної води через випарник;

, (3.1 3)

V - об'єм бачка, м³; ρ - густина води, кг/м³; τ - час заповнення, с: С_р – масова ізобарна теплоємність води, що дорівнює 4,19 кДж/(кг·К); t₅- t₆ – зниження температури води, що протікає через випарник, К.

 

Холодильний коефіцієнт установки:

. (3 14)

Результати розрахунків зводимо в таблицю 3.3.

Таблиця 3.3.

Обробка результатів вимірювань.

Найменування величини	Позначення	Одиниця вимірювання	Спосіб отримання	Числове значення
1. Електрична потужність	Nел	кВт	Ф-ла (3.11)
2. Механічна робота	Nмех	кВт	Ф-ла (3.10)
3. Масова витрата води у випарнику	М	кг/с	Ф-ла (3.13)
4. Холодопродуктивність	Q2	кВт	Ф-ла (3.12)
5. Холодильний коефіцієнт установки	ε	безрозм.	Ф-ла (3.14)