Исследование теплопроводимости бытового холодильного шкафа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского

Исследование теплопроводимости бытового холодильного шкафа

Выполнил: Евтушик Владислав Игоревич

Руководитель: Кулешов Денис Константинович

Введение

Расчетная часть новой методики построена на основании общей теории теплообмена. Рассчитанные значения теплопритоков могут отличаться от действительных. Это связано с тем, что геометрические размеры реального шкафа имеют отклонение от отмеченных в документации, внутренние стенки камеры имеют сложную конфигурацию и, в результате этого, стенка шкафа имеет неоднородную толщину, пенополиуретановая изоляция имеет разные теплофизические свойства по высоте шкафа. Для учета отклонений рассчитанных значений теплопритоков от действительных мы провели экспериментальное определение теплопроходимости стенок холодильного шкафа. Рассчитанные значения теплопритоков сравнили с экспериментально определенными значениями теплопритоков в шкаф БХП. На основании сравнения в расчетные формулы ввели поправочные коэффициенты.

Основная часть

Экспериментальные исследования проводились на оборудовании предназначенном для определения энергетических характеристик бытовых холодильников и состоит из термокамеры и системы измерения и управления.

Термокамера (рисунок 1), представляет собой теплоизолированное помещение 1, внутри которого расположенная платформа 2 для установки холодильных приборов, которые испытываются. Термокамера оборудована кондиционером 3 и нагревателем 4 для создания необходимого температурного режима, соединительными проводами 5 и розетками 6 для подключения холодильных приборов и комплектом термоэлектрических преобразователей 7.

Рисунок 1 Термокамера для испытания бытовых холодильных приборов

Система измерения и управления предназначена для регистрации измеряемых величин, управления режимами проведения исследований и температурным режимом термокамеры.

Испытания проводились при следующих условиях:

- температура окружающей среды - (16±1) °С;

- градиент температуры окружающего воздуха по вертикали не более 2°С/м;

- скорость воздушного потока - не более 0,25 м/с;

- относительная влажность от 45 до 75%.

Исследуемый холодильник помещали в термокамеру. В термокамере создавали температурный режим в соответствии с условиями испытаний с помощью установленного в ней кондиционера. В камерах холодильника были размещены нагревательные элементы.

Для определения температуры, в камерах устанавливали термопары в среднем пересечении по глубине каждой камеры, как отмечено на рисунке 2 Размещали 8 термопар в холодильной камере и 8 термопар в морозильной камере. Кроме того, 8 термопар размещены в среднем пересечении вокруг морозильной и холодильной камер на расстоянии 300 мм от внешних стенок.

Испытания длились к наступлению постоянного состояния. За постоянное состояние принимали режим, при котором температура в каждой из контролируемых точек за последние 3 часа изменялась не более чем на ±0,5 °С и не было тенденции одностороннего роста или уменьшения температуры. После наступления постоянного состояния испытания прекращались [2].

теплопроводимость холодильник

Рисунок 2 Схема размещения термопар в холодильнике

а - вид спереди, б - вид сбоку

Рассчитанные значения теплопритоков сравнили с экспериментально определенными значениями теплопритоков в шкаф БХП. На основании сравнения в расчетные формулы ввели поправочные коэффициенты.

Экспериментальное определение теплопроходимости стенок шкафа холодильника осуществлялось методом стационарного теплового режима. Суть метода складывается в моделировании теплопередачи через стенки шкафа с заменой источника холода источником тепла (нагревателем).

Испытания длились к наступлению постоянного состояния. За постоянное состояние принимали режим, при котором температура в каждой из контролируемых точек за последние 3 часа изменялась не более чем на ±0,5 °С и не было тенденции одностороннего роста или уменьшения температуры. После наступления постоянного состояния испытания прекращались.

Обработка результатов измерений предусматривала вычисление следующих параметров:

- потребляемой мощности электронагревателя;

- средней температуры внутри и снаружи камеры холодильника.

Средняя температура в камере холодильников определялась как среднее арифметическое значение температуры обмериваемых всеми термопарами, размещенными в этой камере при постоянном режиме.

Средняя температура окружающей среды определялась как среднее арифметическое значение температуры обмериваемых термопарами, размещенными в термокамере.

За найденным значением средней температуры и мощности нагревательного элемента, определяли теплопроходимости kF холодильной и морозильной камер [2].

Экспериментальное определение теплопроходимости проводили на холодильнике модели ДХ-271 и холодильным шкафом разрабатываемой модели холодильника. Испытания были проведены соответственно с изложенной выше методикой. Результаты испытаний по определению теплопроходимости шкафов ХП серийного исполнения и с доработанной конструкцией приведены в таблице 1 и представлены в виде гистограммы на рисунке 3

Таблица 1- Значение внутренних объемов и средние значения теплопроходимости шкафа холодильника

Экспериментальные исследования показали, что при увеличении толщины всех и двери МК на 10 мм, доза заправки увеличилась на 3 %. В результате теплопроходимость МК снизилась на 9%, а теплопроходимость ХК не изменилась. Процент отклонения результатов теплового расчета и данных экспериментальных исследований холодильника составил 3.5%, что можно считать удовлетворительным при тепловых расчетах.

Результаты эксперимента представлены на рисунке 3

Рисунок 3 -Зависимость теплопроходимости от массы заливки ППУ

Размещено на Allbest.ru