LABORATORIUM

CHŁODNICTWA I KRIOGENIKI

Ćwiczenie 3:

Bilans energetyczny chłodziarki domowej i odwzorowanie efektu ziębienia

Prowadzący: dr inż. Marek Żak

Data przeprowadzenia ćwiczenia: 23.10.2012

Data oddania sprawozdania: 30.10.2012

Skład grupy:

1. Jolanta Pęcherz

2. Katarzyna Poznalska

3. Jakub Szpala

4. Karolina Żegiestowska

Wstęp teoretyczny

Podstawowe elementy chłodziarki sprężarkowej

1. sprężarka- jej zadaniem jest sprężanie czynnika roboczego i przekazywanie go do skraplacza

2. skraplacz- ma za zadanie skroplić parę, a następnie ochłodzić otrzymaną ciecz

3. parownik- jego zadaniem jest odparowanie cieczy, która dopływa do niego z zaworu dławiącego

4. zawór dławiący- jego zadaniem jest obniżenie ciśnienia cieczy dopływającej do parownika

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wykonanie opisu teoretycznego i doświadczalnego obiegu chłodniczego oraz wykazanie i opisanie różnic pomiędzy nimi.

Schemat stanowiska

Temperatury w miejscach charakterystycznych :

1 - na wlocie do sprężarki, 2 - na tłoczeniu, 3- wypływ ze skraplacza,

4 - wlot do parowacza, 5 - wypływ z parowacza, 6 - wypływ z doziębiacza, 7-12 - temperatura

powietrza wewnątrz komory chłodziarki, 13-16 - temperatura otoczenia.

Badanym urządzeniem chłodniczym była chłodziarka domowa z odpowiednio umieszczonymi czujnikami pomiarowymi. Czynnikiem roboczym w chłodziarce był freon R12.

Przyrządy, które użyto do wykonania ćwiczenia:

- termoelementy

-barometry

-watomierz

-linijka

-miernik gęstości strumienia ciepła

Temperatury w punktach charakterystycznych

Lp.	T, mV	T,	q, W/m	q, W/m
1.	420	11	-16,1	-15,8
2.	1900	47	-34,6	-34,1
3.	1190	30	-17,7	-17,3
4.	-620	-17	-12,9	-13,4
5.			-3,6	-3,5
6.
7.	-520	-14
8.	-550	-14
9.	70	1
10.	140	4
11.	-30	-1
12.	0	0
13.	720	19
14.	730	19
15.	760	19
16.	770	20

Tab.1. Wyniki pomiarów temperatury w punktach charakterystycznych oraz gęstości strumienia ciepła

	po, bar	pk, bar	P, W	delta	a, m	b, m	h, m
I pomiar	0,4	9	110	0,03	0,457	0,5	0,837
II pomiar	0,45	9,2	100	0,03	0,457	0,5	0,837

Tab.2. Tabela pomiarów ciśnień odczytanych z manometrów, mocy chłodniczej oraz wymiarów charakterystycznych chłodziarki

1. Strumień ciepła przechodzący do wnętrza lodówki wyznaczony dzięki punktom pomiaru przepływu ciepła:

35,22 W

-średnia temperatura wewnątrz chłodziarki

2. Teoretyczny strumień ciepła przechodzący do wnętrza lodówki:

Teoretyczny współczynnik przewodności cieplnej

d- grubość ścianki

- współczynnik przejmowania ciepła dla powietrza

- współczynnik przewodzenia ciepła dla poliuretanu

=
=12

=0,025

d=0,03m

Teoretyczny strumień wchodzący do wnętrza lodówki

Przyjmuję że powierzchnie zewnętrzne i wewnętrzne ścian są równe

=

=39,02W

3. Strumień ziębienia

4. Teoretyczna moc sprężarki

5. Moc rzeczywista pobierana przez sprężarkę odczytana z watomierza

100W

6. Praca teoretyczna

7. Teoretyczna efektywność ziębienia

8. Rzeczywista efektywność ziębienia

Moc cieplna wnikająca do wnętrza lodówki przez jej ścianki

Lp.	q, W/m I pomiar	q, W/m II pomiar	q śr, W/m	A, m	Q, W
1.	-16,1	-15,8	-15,95	0,23	-3,64
2.	-34,6	-34,1	-34,35	0,42	-14,38
3.	-17,7	-17,3	-17,50	0,38	-6,69
4.	-12,9	-13,4	-13,15	0,42	-5,50
5.	-3,6	-3,5	-3,55	0,38	-1,36
6.	-16,1	-15,8	-15,95	0,23	-3,64

WNIOSKI

Zadaniem urządzenia chłodniczego jest uzyskanie efektu ziębienia. Samoistny przepływ ciepła jest możliwy tylko ze miejsca o wyższej temperaturze do niższej temperatury. W związku z tym w przypadku urządzenia chłodniczego potrzebne jest wykonanie pracy nad czynnikiem chłodniczym, w powyższym przypadku freonem R12. Pracę nad ziębnikiem wykonuje się poprzez sprężanie i rozprężanie.

Wykonane ćwiczenie pokazało, że teoretyczny model chłodziarki odbiega od wyników uzyskanych uzyskanych podczas wykonywanego doświadczenia. W danym ćwiczeniu problemem mogło być ustalenie dokładnej wartości gęstości strumienia ciepła, jakie dopływało do wnętrza komory chłodziarki. Izolacja ścianek chłodziarki nie była jednorodna, co mogło mieć istotny wpływ na wartość strumienia ciepła wynikającego do środka. Na każdej ściance dokonano pomiaru tylko w jednym punkcie. Czynnikiem jaki mógł mieć wpływ na wyniki otrzymane podczas dokonywania pomiarów była niedokładność pomiarów wymiarów charakterystycznych chłodziarki, a także niedokładnie przyjęty współczynnik
, którego wartość dla poliuretanu występuje w granicach
=0,02-0,025
. Przyjęcie niższej wartości z tego zakresu spowodowałoby zmniejszenie różnicy w wynikach.

---