Контрольні запитання.

1. Яка будова та принцип дії парокомпресорної холодильної установки?

2. Схема лабораторної установки, рух і зміна стану холодоагенту.

3. Цикл ПКХУ в координатах T–s.

4. Як зображується цикл ПКХУ в координатах lg p–h?

5. Яка послідовність проведення досліду, отримання дослідних даних?

6. Яка послідовність побудови циклу в координатах lg p–h.

7. Визначення та фізичний сенс питомої холодовидатності, її зв’язок з потужністю холодильної установки.

8. Як обчислити теплоту, що відводиться до навколишньго середовища, тепловий баланс ПКХУ.

9. Робота циклу, її обчислення та фактори, що впливають на величину роботи.

10. Обчислення та фізичний сенс холодильного коефіцієнта, його зв’язок з енергетичною ефективністю циклу ПКХУ.

Лабораторна робота 4 дослідження тепловіддачі за вільним рухом повітря

Мета роботи: засвоїти поняття, що стосуються процесів перенесення теплової енергії, поглибити знання з теорії конвективної тепловіддачі, ознайомитися з методикою експериментального дослідження тепловіддачі та визначення коефіцієнта тепловіддачі, оволодіти методикою опрацювання дослідних даних з використанням теорії подібності, одержати критеріальне рівняння або визначити коефіцієнт конвективної тепловіддачі за відомим критеріальним рівнянням та порівняти його з дослідним.

Основні теоретичні відомості

У техніці широко використовуються теплові машини, апарати, пристрої та прилади, у яких відбувається процес теплопередачі. Цей процес складний, а тому для вивчення та розрахунку його поділяють на більш прості, елементарні процеси перенесення теплової енергії: теплопровідність, конвекцію та теплове випромінювання.

Теплопровідність – це процес перенесення теплової енергії за безпосереднього контакту частинок тіла або тіл з різною температурою.

Конвекція – це перенесення теплоти під час руху рідини чи газу у просторі між областями з різною температурою.

Теплове випромінювання – це перенесення теплової енергії електромагнітними хвилями. При цьому відбувається подвійне перетворення енергії – теплової (внутрішньої) у променисту і навпаки.

У більшості випадків один вид теплообміну супроводжується іншим. Наприклад, конвекція завжди супроводжується теплопровідністю. Сукупність цих процесів називається конвективним теплообміном. Процес теплообміну між твердою стінкою і теплоносієм називається тепловіддачею. Теплоносії  це будь-які гази, рідини чи пара.

Тепловіддачу поділяють на конвективну, променисту (радіаційну) та складну. Конвективна тепловіддача – це теплообмін між рухомим теплоносієм і поверхнею теплообміну (стінкою).

Промениста тепловіддача – це теплообмін між твердою стінкою і навколишнім середовищем за допомогою електромагнітних хвиль.

Складна тепловіддача – це сукупність конвективної та променистої тепловіддач. Яка відбувається, якщо теплоносій газоподібний (повітря, димові гази та ін.). Складна тепловіддача має усі елементарні процеси перенесення теплоти: теплопровідність, конвекцію і теплове випромінювання.

Тепловіддачу розраховують за рівнянням (законом) НьютонаРіхмана

, (4.1)

де Q – тепловий потік (конвективний, променистий, складний), Вт; F – площа поверхні теплообміну, м²; t_с – температура поверхні теплообміну (стінки), С; t_т – температура теплоносія, С;   коефіцієнт (конвективної, променистої, складної) тепловіддачі, Вт/(м²К).

Тепловий потік, що передається через одиницю площі поверхні теплообміну, називають густиною теплового потоку , Вт/м².

Тоді рівняння НьютонаРіхмана можна записати у вигляді q=t, де t = t_c – t_т – температурний напір, К.

За складної тепловіддачі загальний (складний) тепловий потік Q включає конвективний Q_к і променистий Q_пр теплові потоки

Q = Q_к + Q_пр