3.5. Розрахунок тепловіддачі з боку повітря

Методика наближеного розрахунку коефіцієнта тепловіддачі α₂, віднесеного до неоребренної поверхні, для оребрених труб дана в роботі [4].

, Вт/(м² К),

де b_к = 0,0034 м – крок ребер;

λ₂ – коефіцієнт теплопровідності повітря (Вт/(м К)), знаходиться при по табл. 19;

Nu₂ – число Нуссельта:

,

де 0,205 й 0,65 – коефіцієнти для шахових трубних пучків з квадратними ребрами [4];

d^К_НАР= 0,0126 м – зовнішній діаметр труб;

b_к = 0,0034 м – крок ребер;

h_к = 8,25 мм – висота ребер;

Re₂ – число Рейнольдса для повітря:

,

де ν₂ – коефіцієнт кінематичної в'язкості повітря (м²/с), знаходиться при t_в по табл. 19;

W_УЗ – швидкість повітря у вузькому перетині пучка, табл. 22.

Таблиця 19

Фізичні властивості повітря

t,°С	,Bт/(м K)	*l0^6,м^2/c	Рr
-20	0,0228	12,79	0,716
-10	0,0236	12,43	0,712
0	0,0244	13,28	0,707
10	0,0251	14,16	0,705
20	0,0259	15,06	0,703
30	0,0267	16,00	0,701
40	0,0276	16,96	0,699

Потім визначається наведений коефіцієнт тепловіддачі з боку повітря:

де = 6 – коефіцієнт оребрення для конденсатора.

3.6. Розрахунок теплопередачі конденсатора

Коефіцієнт теплопередачі для конденсатора

кВт/(м² К),

де = 0,001 м – товщина стінки труби конденсатора;

λ_ск = 300 Вт/(м К) – коефіцієнт теплопровідності мідної труби.

Теплове навантаження конденсатора визначається по рівнянню теплопередачі:

кВт,

де 1,55 м²– поверхня конденсатора по середньому діаметру труб;

– середня різниця температур між фреоном і повітрям, ⁰С;

де t_МАХ = t_К - t_В1 – максимальна різниця температур, °С;

t_МIN = t_К - t_В2 – мінімальна різниця температур, °С.

На закінчення розрахункове теплове навантаження конденсатора зрівнюється з експериментальним,

.

Експериментальні дані по роботі холодильної машини зводяться в табл. 20.

Таблиця 20

Таблиця вимірів

№ п/п	Вимірювана величина	Значення Рис.3	Розмірність	Значення величини	Примітка
1	2	3	4	5	6
1	Температура в холодильній камері	tХК^t	°C
2	Температура стінки конденсатора	tCК	C		Термопара 2
3	Температура пару перед компресором	t1	°C
4	Температура пару після компресора	t2Д	°C		Термопара 1
5	Температура рідини після конденсатора	t4	°C		Термопара 3
6	Температура повітря перед конденсатором	tB1	°C		Температура в кімнаті

1	2	3	4	5	6
7	Температура повітря після конденсатора	tB2	°C		Термопара 4
8	Температура стінки випарника	tCИ	°C
9	Тиск конденсації	РК	ата		табл.22
10	Температура конденсації	tK	°C		табл.22
11	Тиск кипіння	P0	ата		Манометр P0
12	Температура кипіння	t0	°C		Графік рис. 11
13	Споживана потужність	NЭЛ	кВт	2,8	Задана
14	Витрата повітря через конденсатор	VB	м^3/с	0,61	Задана
15	Энтальпия пари перед компресором	h1	кДж/кг		Табл.22
16	Энтальпия пари після компресора	h2Д	кДж/кг	585	Задана
17	Энтальпия рідини після компресора	h4	кДж/кг		Табл. 22

Результати розрахунків записуються в табл. 21.

Таблиця 21

Розрахункова таблиця

№ п/п	Найменування величини	Розрахункова формула	Значення величини
1	2	3	4
1	Теплове навантаження конденсатора, кВт
2	Середня температура стінки конденсатора, °С;
3	Число подоби z

1	2	3	4
4	Число Рейнольдса Reн
5	Коефіцієнт тепловіддачі з боку фреону, Вт/(м^2К)
6	Число Рейнольдса для повітря
7	Число Нуссельта для повітря
8	Коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м^2 К)
9	Наведений коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м^2К)
10	Коефіцієнт теплопередачі, кВт/(м^2К)
11	Середня різниця температур, ^0С
12	Розрахункове теплове навантаження, кВт,
13	Відносна похибка, %
14	Витрата холодильного агента, кг/с
15	Холодопродуктивність машини, кВт
16	Холодильний коефіцієнт

Таблиця 22

Властивості насичених парів фреону-12

	№ варіанту		tК, °С		Тиск РK бар		Питомий обєм				Энтальпія				Энтропія				WУЗ м/с
							'10^3 м^3 /кг		" м^3/кг		h1 кДж/кг		h4 кДж/кг		S' кДж/ (кг·К)		S" кДж/ (кг·К)
	1		2		3		4		5		6		7		8		9		10
	1		-32		0,9218		0,6702		0,1746		390,14		558,29		4,0762		4,7737		5,35
	2		-31		0,9630		0,6716		0,1677		390,98		558,80		4,0798		4,7728		6,05
	3		-30		1,0052		0,6728		0,1633		391,82		559,26		4,0833		4,7720		7,13
	4		-29		1,0483		0,6741		0,1551		392,70		559,76		4,0868		4,7712		7,58
	5		-28		1,0934		0,6755		0,1492		393,54		560,22		4,0903		4,7704		8,39
	6		-27		1,1405		0,6768		0,1436		394,42		560,72		4,0938		4,7696		8,95
	7		-26		1,1886		0,6781		0,1382		395,29		561,22		4,0973		4,7689		9,01
	8		-25		1,2376		0,6794		0,1331		396,13		561,73		4,1008		4,7682		9,78
	9		-24		1,2896		0,6808		0,1282		397,01		562,23		4, 1043		4,7674		10,15
	10		-23		1,3415		0,6821		0,1235		397,89		562,73		4,1078		4,7668		11,05
	11		-22		1,3964		0,6835		0,1190		398,77		563,19		4,1113		4,7661		12,35
	12		-21		1,4524		0,6849		0,1147		399,69		563,70		4,1148		4,7654		7,88
	13		-20		1,5098		0,6868		0,1107		400,47		564,00		4,1184		4,7645		9,38
	14		-19		1,5695		0,6882		0,1067		401,39		564,51		4,1218		4,7639		10,15
	15		-18		1,6806		0,6897		0,1030		402,27		565,01		4,1253		4,7632		14,05
	16		-17		1,6941		0,6911		0,0994		403,15		565,49		4,1288		4,7626		13,55
	17		-16		1,7593		0,6925		0,0960		404,03		565,93		4,1322		4,7620		12,01
	18		-15		1,8262		0,6840		0,0927		404,95		566,43		4,1356		4,7614		11,78
	19		-14		1,8947		0,6954		0,0895		406,04		566,89		4,1391		4,7608		8,98
	20		-13		1,9662		0,6973		0,0865		406,75		567,40		4, 1426		4,7602		9,55
	21		-12		2,0391		0,6988		0,0836		407,63		567,86		4,1460		4,7596		7,35
	22		-11		2,1138		0,7003		0,0808		408,55		568,36		4,1494		4,7590		6,75
	23		-10		2,1910		0,7013		0,0781		409,47		568,86		4,1528		4,7586		7,95
	24		-9		2,2700		0,7032		0,0756		410,39		569,32		4,1562		4,7580		10,50
	25		-8		2,3520		0,7047		0,0731		411,27		569,78		4,1596		4,7576		11,80
	26		-7		2,4353		0,7062		0,0708		412,19		570,24		4,1630		4,7570		12,30
	27		-6		2,5215		0,7077		0,0685		413,11		570,74		4,1664		4,7566		15,6
	28		-5		2,6088		0,7092		0,0664		414,03		571,21		4,1698		4,7561		10,09
	29		-4		2,6999		0,7107		0,0643		414,95		571,67		4,1732		4,7556		15,01
	30		-3		2,7928		0,7227		0,0623		415,87		572,13		4,1766		4,7552		8,55
	31		-2		2,8870		0,7143		0,0603		416,84		572,63		4,1801		4,7548		9,98
	32		-1		2,9857		0,7158		0,0584		417,76		573,09		4,1834		4,7543		5,35
	33		0		3,0857		0,7173		0,0567		418,68		573,55		4,1868		4,7539		6,05
	34		1		3,1882		0,7189		0,0550		419,60		574,01		4,1902		4,7535		7,13
	35		2		3,2934		0,7205		0,0533		420,56		574,47		4,1935		4,7530		7,58
	36		3		3,4006		0,7220		0,0517		421,49		574,93		4,1969		4,7526		8,39
	37		4		3,5112		0,7241		0,0501		422,45		575,39		4,2003		4,7523		8,95
	38		5		3,6244		0,7257		0,0436		423,37		575,85		4,2036		4,7519		9,01
1		2		3		4		5		6		7		8		9		10
39		6		3,7398		0,7273		0,0472		424,33		576,31		4,2070		4,7515		9,78
40		7		3,8587		0,7289		0,0458		425,30		576,77		4,2104		4,7512		10,15
41		8		3,9797		0,7310		0,0445		426,22		577,19		4,2137		4,7508		11,05
42		9		4,1044		0,7326		0,0432		427,18		577,65		4,2171		4,7504		12,35
43		10		4,2301		0,7342		0,0420		428,14		578,11		4,2204		4,7501		7,88
44		11		4,3606		0,7358		0,0409		429,14		578,53		4,2238		4,7498		9,38
45		12		4,3554		0,7380		0,0397		430,07		578,99		4,2271		4,7495		10,15
46		13		4,6296		0,7396		0,0386		431,03		579,41		4,2304		4,7491		14,05
47		14		4,7681		0,7413		0,0375		431,99		579,83		4,2338		4,7488		13,55
48		15		4,9108		0,7435		0,0365		433,00		580,33		4,2371		4,7484		12,01
49		16		5,0553		0,7452		0,0355		433,96		580,71		4,2404		4,7481		11,78
50		17		5,2041		0,7468		0,0345		434,92		581,17		4,2438		4,7478		8,98
60		18		5,3549		0,7491		0,0335		435,93		581,59		4,2471		4,7475		9,55
70		19		5,5086		0,7507		0,0326		436,89		582,01		4,2504		4,7472		7,35
80		20		5,6669		0,7524		0,0318		437,90		582,47		4,2537		4,7469		6,75
81		21		5,5883		0,7547		0,0309		438,86		582,84		4,2571		4,7466		7,95
82		22		5,9930		0,7570		0,0300		439,87		583,26		4,2604		4,7463		10,50
83		23		6,1610		0,7587		0,0292		440,83		583,64		4,2636		4,7460		11,80
84		24		6,3335		0,7605		0,0285		441,83		584,06		4,2669		4,7458		12,30
85		25		6,5080		0,7628		0,0277		442,84		584,52		4,2702		4,7455		15,60
86		26		6,6857		0,7645		0,0270		443,84		584,90		4,2999		4,7452		10,09
87		27		6,8666		0,7669		0,0263		444,85		585,27		4,2769		4,7449		15,01
88		28		7,0542		0,7692		0,0256		445,85		585,69		4,2801		4,7446		8,55
89		29		7,2435		0,7710		0,0249		446,86		586,07		4,2834		4,7443		9,98
90		30		7,4344		0,7734		0,0243		447,86		586,49		4,2867		4,7441		5,35
91		31		7,6321		0,7758		0,0237		448,87		586,82		4,2900		4,7437		6,05
92		32		7,8352		0,7782		0,0231		449,87		587,20		4,2933		4,7434		7,13
93		33		8,0417		0,7800		0,0225		450,88		587,58		4,2965		4,7431		7,58
94		34		8,2461		0,7825		0,0219		451,92		587,95		4,2998		4,7428		8,39
95		35		8,4596		0,7849		0,0214		452,93		588,29		4,3031		4,7425		8,95
96		40		9,5818		0,7968		0,0188		458,08		590,09		4,3194		4,7410		9,01
97		50		12,147		0,8244		0,0146		468,54		593,10		4,3519		4,7374		9,78

4. Зміст звіту

1. Опис і схема холодильної машини.

2. Методика проведення випробувань і визначення основних величин.

3. Таблиці вимірів і розрахунків.

4. Висновки.