6 Контрольные вопросы

1 Как работает холодильная машина?

2 Какова конструкция фреоновой холодильной машины?

3 Как изображается цикл паровой компрессорной холодильной машины в диаграммах р, v, и Т, s?

4 Как рассчитать холодопроизводительность и холодильный коэффициент холодильных машин?

5 Признаки установившегося теплового режима?

6 Как можно снизить погрешности определения холодопроизводительности на данной установке?

Библиография: 1, 2, 3.

Таблица 2.1 Техническая характеристика установки

	Тип	Основные параметры
Холодильник Потенциометр Ваттметр

Таблица 2.2 Результаты наблюдений

Дата _____________ Время начала опыта _______________

№ п. измерения	1	2	3	4	5	6		7		8
Время, часы, мин. Э.Д.С. термопары, мВ
№ рабочего периода компрессора					1		2		3		4
Начало; часы, мин., с. Конец; часы, мин., с. Средняя мощность, Вт

Таблица 2.3 Результаты обработки данных

№ измерения	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Температура, С
Теплота отведенная, Дж
Средняя холодопроизводительность Ф1, Вт Средняя мощность привода компрессора W, Вт Режим работы компрессора ПВ= Холодильный коэффициент = Погрешность =

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ С

РАЗЛИЧНЫМИ СХЕМАМИ ДВИЖЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ

1 Цель работы

Освоение основ теплового расчета теплообменников, определение среднего температурного напора и коэффициента теплопередачи.

Получение экспериментальной зависимости основных показателей теплообменника при работе по схемам прямотока и противотока.

2 Общее описание

Теплообменные аппараты (теплообменники) – устройства, предназначенные для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому.

В качестве теплоносителя в теплообменниках используется пар, горячая вода, продукты сгорания и др.

В сельском хозяйстве теплообменники применяются для нагревания воздуха, используемого при сушке продуктов и обогреве теплиц и парников; для нагревания воды, идущей на технологические цели и отопление; для охлаждения молока и отводов тепла из систем охлаждения д.в.с. и т.д. Теплообменные аппараты выполняются с простыми и сложными схемами движения теплоносителей.

К простым схемам относятся:

- прямоток – теплоносители движутся в одном направлении;

- противоток – теплоносители движутся в противоположном направлениях;

- перекрестный ток – теплоносители протекают во взаимно перпендикулярных направлениях. Например, в радиаторе д.в.с.

Тепловой расчет теплообменных аппаратов основан на уравнениях теплового баланса и теплопередачи

Ф₁-Ф=Ф₂; (3.1)

Ф=КАt (3.2)

где: Ф₁ и Ф₂ – тепловые потоки 1 (горячего) и 2 (холодного) теплоносителей, Вт;

Ф – потери теплоты в окружающую среду (при хорошей изоляции теплообменника ею можно пренебречь), Вт;

и – массовые расходы, кг/с;

с_р1 и с_р2 – массовые теплоемкости, Дж/(кгК), для воды с_р = 4190 Дж/(кгК);

- температуры горячего теплоносителя на выходе и входе в теплообменник, С;

- то же для холодного теплоносителя, С;

А – величина поверхности теплообменника, м²;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К);

t – средний по поверхности теплообменника температурный напор.

а) б)

Рисунок 3.1 Схемы теплообменников и изменения температуры в них: а) прямоток; б) противоток.

При движении теплоносителей по схемам «прямоток» и «противоток» среднелогарифмический температурный напор определяют по формуле:

, (3.3)

где t_ и t_м – температурные напоры в разных концах теплообменника, наибольший и наименьший (см. рисунок 3.1).

Если температурный напор вдоль поверхности теплообменника изменяется незначительно и выполняется отношение (3.4)

t_б/t_м 1,7 (3.4)

то среднелогарифмический температурный напор можно заменить среднеарифметическим (с ошибкой не более 3%)

t=t_ср=0,5(t_б + t_м). (3.5)

При перекрестном токе и сложных схемах движения теплоносителей средний температурный напор вычисляется по формуле:

t_ср= t_м, (3.6)

где t – средний температурный напор, подсчитанный для противотока;

_м – поправочный коэффициент, который зависит от схемы движения теплоносителей и определяется по номограммам, приведенным в литературе.