Реферат Курсовая Конспект
Теплопритоки из окружающей среды - раздел Изобретательство, Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине Теория расчет и проектирование бытовой холодильной техники и кондиционеров по специальности 150408 Бытовые машины и приборы Теплопритоки Из Окружающей Среды Составляют Значительную Часть Общей Тепловой...
|
Теплопритоки из окружающей среды составляют значительную часть общей тепловой нагрузки холодильной установки. Тепловой поток ив окружающего воздуха постоянно проникает в камеры холодильника за счет теплопроводности.
Количество теплоты, передаваемой через поверхности наружного, внутреннего шкафа и слой теплоизоляции в камеры холодильника (Q ), является функцией трех факторов: коэффициента теплопередачи (К ), площади соответствующей наружной поверхности ( F ) и разности температур окружающего воздуха и воздуха и внутри соответствующей камеры ( i)
(2)
где n - количество теплопередающих поверхностей холодильной установки.
(3)
Расчет коэффициента теплопередачи производится по формуле (4)
(4)
где - коэффициенты теплоотдачи соответственно внешней и внутренней стенки i-ой теплопередающей поверхности;
- толщина стенки соответственно наружного и внутреннего шкафа холодильника;
- коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлен наружный и внутренний шкаф холодильника;
- толщина слоя теплоизоляционного материала;
- коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала.
Знаменатель формулы (4) представляет собой сумму термических сопротивлений плоской многослойной стенки, включая сопротивление тонкого слоя воздуха, непосредственно прилегающего к наружной и внутренней поверхности. Термическое сопротивление отдельного материала равно отношению , а сопротивление слоя воздуха на обеих сторонах теплопередающей поверхности представляет собой отношение 1/ .
Расчет термических сопротивлений стен наружного и внутреннего шкафа холодильника производится с учетом теплофизических свойств материала из которых они изготовлены.
Наружные шкафы бытовых холодильников изготавливают в основном из листовой стали толщиной 0,8 …1мм. Двери наружных шкафов изготавливают из стального листа толщиной 0,8 мм, в некоторых моделях холодильников их выполняют из древесностружечной плиты или ударопрочного полистирола. Коэффициент теплопроводности для стали в расчетах можно принять pавным 20 Вт/м*К, для древесностружечной плиты - 0,087 Вт/м*К, для полистирола - 0,038 Вт/м*К.
Внутренние шкафы в настоящее время изготавливают в основном из ударопрочного полистирола методом вакуумного формования, толщина листа составляет 2…3 мм. В некоторых моделях бытовых холодильников применяют металлические внутренние шкафы из стального листа толщиной 0,7…0,9 мм.
Термическое сопротивление изоляции рассчитывается на основе заданной толщины слоя теплоизоляции соответствующей теплопередающей поверхности и свойств применяемого теплоизоляционного материала. В качестве теплоизоляционного материала наиболее ,широко применяется пенополиоретан с коэффициентом теплопроводности, равным 0,029…0,035 Вт/м*К, и пенополистирол с коэффициентом теплопроводности, находящимся в пределaх 0,038…0,041 Вт/м*К.
Расчет коэффициентов теплоотдачи наружных и внутренних стенок теплопередающих поверхностей ,холодильника производится на основе уравнения, теплового баланса:
(5)
где - температура окружающего воздуха на расстоянии 5…10 мм от i-ой теплопередающей поверхности;
- температура наружной стенки i-ой теплопередающей поверхности
- температура воздуха внутри соответствующей камеры на расстоянии 5…10 мм от внутренней стенки i-ой поверхности;
- температура внутренней стенки i-ой теплопередающей поверхности;
- плотность теплового потока через 1-ю теплопередающую поверхность.
При проведении расчетов температура принимается равной заданной температуре окружающей среды ( ) для большинства теплопередающих поверхностей бытового холодильника. В случае расположения конденсатора вдоль задней стенки холодильника при применении естественной циркуляции охлажденного воздуха в камерах значение температуры для данной поверхности следует принимать, в среднем, на 1…3 градуса выше значения . Для компрессионного отделения принимаемое значение на 2…4 градуса превышает температуру окружающей среды. При расчетах поверхности дна холодильника температура задается на 1..3 градуса выше температуры . При применении системы охлаждения с принудительной циркуляцией охлажденного воздуха ( No frost) температура для задней стенки холодильника равна температуре окружающей среды, значение для компрессионного отделения принимается на 1…3 градуса выше .
Значение температуры воздуха внутри соответствующей камеры при расчётах большинства теплопередающих поверхностей принимается равным заданным температурам внутри соответствующих камер ( , , ).
В случае, если поверхность испарителя непосредственно прилегает к внутренней стенке теплопередающей поверхности, значение соответствует температуре воздуха на расстоянии 5…10 мм от поверхности испарителя и принимается на 0,5…2;0 градуса ниже заданной температуры внутри камеры. При расчетах холодильной камеры для поверхности двери на 0,5…1,5 градуса выше , а при нижнем расположении холодильной камеры для поверхностей компрессионного отделения и дна значение может на 0,5…1,5 градуса превышать величину температуры .
Определение значений температур наружных и внутренних стенок камер холодильника производится расчетным путем с учетом сопротивления слоя воздуха, прилегающего к данным поверхностям. Для этого вычисляются предварительные значения термического сопротивления наружного ( ) и внутреннего ( ) слоя воздуха:
; (6)
где - толщина слоя воздуха, прилегающего к наружной и внутренней стенке i-ой теплопередающей поверхности.
- коэффициенты теплопроводности слоя наружного воздуха и слоя воздуха внутри соответствующей камеры.
При проведении расчетов термических сопротивлений и принимается допущение о том, что толщина воздушной прослойки, прилегающей к наружной стенкe i-ой теплопередающей поверхности, равна толщине слоя воздуха, прилегающего к внутренней стенке ( = ), и составляет 0,005 м для вертикальных поверхностей и 0,01 м для горизонтально ориентированных поверхностей. Значения коэффициентов теплопроводности воздуха и выбираются из таблицы ( приложение 5 ) в зависимости от значений температур , и относительной влажности наружного воздуха в расчетах принимается равной 50…70% для воздуха внутри холодильной камеры = 70…80 %, для низкотемпературной и морозильной , камер = 80…90%.
Суммарное термическое сопротивление i-ой теплопередающей поверхности ( ) с учетом принятых допущений определяется суммой термических сопротивлений ее элементов:
(7)
где - термическое сопротивление соответственно стенки наружного шкафа, слоя теплоизоляции и стенки внутреннего шкафа i-ой теплопередающей поверхности.
Разность температур по обе стороны каждого из элементов i-ой теплопередающей поверхности ( ) пропорциональна термическому сопротивлению данного элемента ( ):
(8)
(9)
Температура стенки наружного шкафа i-ой теплопередающей поверхности холодильника ( ) с учетом соотношения (8) определяется следующим образом:
(10)
Температура стенки внутреннего шкафа i-ой теплопередающей поверхности холодильника ( ) вычисляется из соотношения (11) :
(11)
После вычисления температур и по уравнению теплового баланса (5) рассчитывается плотность теплового потока i-ой теплопередающей поверхности:
(12)
Значения коэффициентов теплоотдачи наружной и внутренней стенок i-ой теплопередaющей поверхности также вычисляется из уравнения теплового баланса:
; (13)
На основе полученных значений коэффициентов теплоотдачи и с помощью уравнения (4) рассчитываются значения коэффициента теплопередачи для i-ой поверхности .
Площади наружных стенок теплопередающих поверхностей в уравнении (3) вычисляются по заданным геометрическим, размерам наружного шкафа холодильника.
Значения разности температур в уравнении (3) определяются по соотношению (9).
После вычисления составляющих уравнения (3) рассчитываются значения теплопритоков для каждой теплопередающей поверхности холодильника и по соотношению (2) определяются суммарные теплопритоки из окружающей среды.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ... ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО... ВОСТОЧНО СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Теплопритоки из окружающей среды
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов