Главная | Обратная связь

Вычислим теплопритоки через стенки

Теплоприток через стенки – это тепловой поток в охлаждаемую камеру из окружающей среды за счет теплопроводности.

Теплоприток через стенку рассчитывается по формуле:

Q_ст= k*F*∆Т ,

где F- площадь наружной поверхности стенок (м²);

∆Т – разность температур (К).

Площадь поверхности холодильника вычисляется, исходя из его размеров.

По ГОСТ – 16317-97 размеры холодильника равны: 600-600-1400 мм

Площадь поверхности холодильника вычисляется, исходя из его размеров. Таким образом, площадь равна:

F= (600*600)*2 + (1400*600)*4= 4080000 мм²= 4,8 м².

Температура наружного воздуха равна 25⁰ С, а температура в камере равна 5⁰С. Исходя из конструкции испарителя и морозильной камеры, можно сказать, что в большей части холодильника температура равна 5⁰С. А внутри морозильной камеры -12⁰С. Между стенкой испарителя и корпусом холодильника существует воздушная прослойка и на некотором расстоянии от стенки испарителя существует зона с температурой 5⁰С. Поэтому при расчете теплопритоков через стенку зададимся разностью температур (25⁰ С -5⁰ С).

Следовательно, общий теплоприток через стенки холодильника равен:

Q_ст= 4,8*0,704*20= 67,584 Вт.

Для проверки правильности расчетов теплопритоков через стенки холодильника и коэффициента теплопередачи, произведем проверку. Для этого выполним расчет теплового потока через стенку послойно. Общий тепловой поток через стенку равен:

q= k*(t_н-t_вн)= 0,704*(25-5)= 14,08 Вт/кг.

Теперь проследим изменение температуры с первого слоя (внешняя сторона стенки) до внутреннего пространства (холодильная камера).

 

 

 

Рис.2 - Схема изменения температуры по слоям стенки.

Проверочный расчет изменения температуры:

 

t₁ = t_н - q(R₁) = 25 – 14,08*0,107 = 23,497 ⁰С

t₂ = t_н - q(R₁ + R₂) = 25 – 14,08(0,107+0,0000096) = 23,493⁰С

t₃ = t_н - q(R₁ + R₂ + R₃) = 25 –14,08(0,107+0,0000096+1,2) = 6,597⁰С

t₄ = t_н - q(R₁ + R₂ + R₃ + R₄) = 25-14,08(1,307+0,0069) = 6,5002⁰С

t₅ = t_н - q(R₁ + R₂ + R₃ + R₄ +R₅)=25-14,08(1,307+0,0069+0,107)=4,994⁰С

Температура воздуха снаружи холодильной камеры меняется с 25⁰С до 4,994⁰С в самой камере. Разница между рассчитанной температурой и действительной температурой в холодильнике 0,006. Это связано с погрешностями в расчетах.

Расчет теплопритоков через стенку морозильной камеры:

Площадь поверхности морозильной камеры вычисляется, исходя из ее размеров. Таким образом, площадь равна:

Для проверки правильности расчетов теплопритоков через стенки морозильной камеры и коэффициента теплопередачи, произведем проверку. Для этого выполним расчет теплового потока через стенку послойно. Общий тепловой поток через стенку равен:

q= k*(t_н-t_вн)= 0,704*37= 26,048 Вт/кг.

Теперь проследим изменение температуры с первого слоя (внешняя сторона стенки) до внутреннего пространства (холодильная камера).

 

 

Рис.3 – Схема изменения температуры по слоям стенки.

Проверочный расчет изменения температуры:

t₁ = t_н – q(R₁) = 25 – 26,048*0,107 = 22,2129⁰С

t₂ = t_н – q(R₁ + R₂) = 25 – 26,048(0,107+9,6*10^-6) = 22,2126⁰С

t₃ = t_н – q(R₁ + R₂ + R₃) = 25 – 26,048(0,107+9,6*10^-6+1,2) = - 9,045⁰С

t₄ = t_н – q(R₁ + R₂ + R₃ + R₄) = 25 – 26,048(0,107+9,6*10^-6+1,2+0,0069) = - 9,223⁰С

t₅ = t_н – q(R₁ + R₂ + R₃ + R₄ +R₅)=25–26,048(1,32+0,107)= - 12,012 ⁰С

Температура воздуха снаружи морозильной камеры меняется с 25⁰С до -12,012⁰С в самой камере. Разница между рассчитанной температурой и действительной температурой в холодильнике 0,012. Это связано с погрешностями в расчетах.