Описание экспериментальной установки

Лабораторная установка (рисунок 1.2), предназначе­на для моделирования процесса нагрева и охлаждения воздуха в соот­ветствии с изложенными выше принципами.

Рисунок 1.2. – Экспериментальная установка для физического моделирования теплового баланса камеры хранения: 1- камера; 2- вентилятор; 3- датчик температуры; 4- лампа освещения; 5 – вентиляционное отверстие с заслонкой; 6- блок нагревателей

Экспериментальная лабораторная установка состоит из ка­меры 1 с вентилятором 2, датчика температуры 3 и блока нагревателей 6. Для контроля за работой камеры имеется блок управления. Внутри камера осве­щается лампой 4, имитирующей технологическую нагрузку.

Стенки камеры изготовлены из прессованного картона, а передняя - из стекла.

Блок нагревателей 6 состоит из трех отдельных электрических ре­гулируемых нагревателей постоянного тока, каждый из которых имитиру­ет один из теплопритоков Q₂ ,Q₄ ,Q₅. Нагреватели подключены к блокам питания.

Ход эксперимента

Перед началом работы необходимо стабилизировать температуру в камере с наружной температурой воздуха в помещении. Для этого открывают вентиляционное отверстие 5, включают вентилятор 2, рабо­тающий до тех пор, пока температура воздуха внутри камеры не сравняется с наружной температурой воздуха.

После того, как параметры физической модели установлены в исходное состояние, можно приступить к получению разгонной характеристики нагрева камеры.

С этой целью закрывают заслонку вентиляционного отверстия 5. Включают нагрева­тели 6 и вентилятор 2, через определенные промежутки времени (каждые 10 секунд) осуще­ствляют отсчет температуры внутри камеры по показаниям цифрового термометра.

Температура внутри камеры начинает повышаться: вентиляция перемещает воздух, уравнивая тем самым температуру в разных точках камеры. Повышение температуры осуществляется не только за счет теплопритоков от нагрева­телей 6, но и лампы освещения 4 и электродвигателя вентилятора 2. Отсчет температуры осуществляют до ее стабилизации внутри камеры (90 секунд).

Ре­зультаты измерений температуры заносят в протокол измерений, таблица 1.1 (столбец нагрева).

После достижения в камере стабильной температуры выключают нагреватели 6 и включают вентилятор 2, предва­рительно открыв заслонку вентиляционного отверстия 5. Через опреде­ленные промежутки времени (каждые 5 секунд) осуществляют отсчет температуры внутри камеры.

Температура в камере понижается за счет пода­чи наружного воздуха, причем эксплуатационный теплоприток от лампы освещения и вентилятора сохраняется. Результаты измерений заносят в таблицу 1.1 (столбец охлаждение). Охлаждение также осуществляется до момента стабилизации температуры в камере.

Обработка результатов испытаний

Обработка результатов сводится к расчету исходных данных для про­ведения эксперимента и построению разгонной температурной харак­теристики для двух режимов.

1. Расчет теплопритока через ограждения Q₁.

Теплоприток Q₁, рассчитывают по уравнению баланса (1.4) в установив­шемся режиме для температуры t_ун при нагреве:

2. Расчет усредненного коэффициента теплоотдачи ограждений каме­ры k_d осуществляется по теплопритоку Q₁ , для установившейся температуры t_у - теплового баланса при нагреве в соответствии с формулой (1.3):

k_d = Q₁/F(t_yн-t_н)

габариты камеры:

длина а = 0,75 м

ширина b = 0,32 м

высота h = 0,45 м

Таблица 1.1 – Протокол испытания физической модели камеры

Температура наружного воздуха, ^оС: t_н=

Теплопритоки, Вт: Q₂= Q₄= Q₅=

N	Температура в камере, оС
	Нагрев			Охлаждение
	τ, сек	t, оC	τ, сек		t, оC
1	10		95
2	20		100
…	…		…
6	60		120
7	70		125
8	80		130
9	90	tyн	135

Отчет

Отчет содержит:

1. Схему камеры и теплопритоков.

2. Таблицу исходных данных и результата измерений.

3. Графическую зависимость температуры от времени нагрева и охлаждения.

4. Расчетные значения теплопритоков.