Холодильные аппараты

      Плотность теплового потока со стороны R12 определяется следующим уравнением общего вида: q_a = Bq^k_a. В нашем случае q_a = a_aq_a = 11759_a^-0,25q_a = 11759q_a^0,75. Таким образом, получены уравнения для определения плотности теплового потока. Перепишем их в общем и конкретном виде: 

      

 

      Данная система уравнений является трансцендентной относительно q и q_a. Наглядный и достаточно точный результат дает графоаналитический метод, основанный на том факте, что в установившемся режиме работы аппарата имеет место равенство q_w = q_a = q_вн. Это позволяет определить фактическое значение плотности теплового потока q_вн как ординату точки пересечения графических зависимостей q_w = 2514(4 - q_a) и q_a = 11759q_a^0,75 в координатных осях q_a-q. Для построения упомянутых зависимостей предварительно вычисляют значение q для ряда значений q_a. Результаты такого расчета приведены ниже. 

 

      По  этим данным построены кривые q_w = f(q_a) и q_a = j(q_a) на рис. 1.1. Точка пересечения кривых определяет значение q_вн = 8400 Вт/м².

      

Рисунок 22 - Графоаналитическое определение плотности

теплопроводного потока в горизонтальном конденсаторе 
 

            Более точное значение q_вн находят по итерационному выражению: 

      

, 

      где введено обозначение x = 1/k = 1/0,75 = 1,333.

      Остальные параметры итерационного выражения вычислены ранее и имеют следующие значения:

      А = 2514;

      В = 11759;

      q_m = 4;

      q` = 7039 Вт/м².

      После подстановки получаем для первого  итерационного шага: 

      

 Вт/м². 

      Подставив в исходное итерационное выражение  вместо q` значение q_вн1, получим для второго итерационного шага q_вн2 = 8440 Вт/м². Относительная погрешность составляет dq = (q_вн1 = q_вн2)/q_вн2 = (8449 - 8440)/8440 = 1,07 × 10^-3 или 0,107 %. Ввиду достаточной точности итерационный процесс прекращаем и принимаем q_вн = 8440 Вт/м².

      Ранее было получено m = 13, тогда общее число труб в аппарате будет равно:

      n = 0,75 m² + 0,25 = 0,75 × 13² + 0,25 = 127.

            Число ходов в  аппарате по воде:

      z = n/n₁ = 127/18 = 7,05.

      Принимаем z = 8, тогда n = 18 × 8 = 144. При m = 13n = 127, т.е. меньше 144, поэтому принимаем m = 15, тогда n = 0,75 × 15² + 0,25 = 169.

      Для того чтобы использовать часть аппарата под ресивер, освобождаем трубный  пучок от трех нижних рядов. Число исключенных труб 

      

, 

      где i - число исключенных рядов труб.

      Число оставшихся труб n_ост = n – n_исх = 169 – 27 – 142. Недостающие до 144 две трубы размещаем в верхней части аппарата.

      Диаметр трубной решетки D = ms = 15 × 0,026 = 0,4 м.

      Для изготовления кожуха аппарата выбираем трубу с наружным диаметром 426 мм и толщиной стенки 9 мм.

      Площадь внутренней поверхности теплопередачи:

      F_вн = Q_k/q_вн =     117,9 × 10³/8440 = 13,97 м².

      Длина одной трубы в аппарате l = F_вн/(pd_внn) = 13,97/(p0,0132 × 144) = 2,34 м.

      Отношение l/D = 2,34/0,4 = 5,87. Это приемлемо, так как для современных аппаратов средние значения l/D лежат в пределах 4-8.

      Определяем  гидравлическое сопротивление протеканию воды в трубах конденсатора:

      

      где e_ш - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности труб. Для медных труб e_ш = 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. План-конспект урока

      Тема «Бытовой холодильник»

      Цель: формировать основные понятия об использовании бытового холодильника.

      Задачи:

• познакомить учащихся с назначением, сферой применения бытовых холодильников;
• познакомить с правилами пользования холодильником;
• научить правильному расположению продуктов в холодильном шкафу;
• расширить знания учащихся о возможностях холодильника;
• продолжить воспитание бережливости, рачительного отношения к бытовой технике.

      Тип урока: урок освоения новых знаний.

      Методы  и приемы обучения: словесные (рассказ, объяснение); наглядные (демонстрация презентации, наглядных пособий, самостоятельные наблюдения учащихся); практические (упражнения по закреплению знаний, практическая работа)

      Оборудование: холодильник, руководство по эксплуатации холодильника, компьютер, мультимедийный проектор, экран.

      Словарь: холодильник, холодильная камера, морозильная камера, терморегулятор.

      Ход урока

      Организационный момент.

1. Приветствие.
2. Проверка готовности учащихся к уроку.

      Актуализация  опорных знаний.

      Демонстрация  презентации “Использование бытового холодильника”. (Приложение №1)

      Слайд №2

      Пр: Как вы думаете, что за устройство изображено на фото?

      Учащиеся  отвечают.

      Пр: Попробуйте угадать, а я вам буду подсказывать.

      Подсказка:

1. Корпус его был из кедра, внутри находился контейнер из металлических листов, изолированных от корпуса кроличьим мехом.
2. Само название было впервые предложено в 1800 г. американским инженером Томасом Муром.
3. В XIX в. такие устройства называли “айс-боксами” (ледяными ящиками).
4. Он разделялся на два отсека: в первом хранили продукты, а во втором – лед.

      Учащиеся  отвечают (холодильник).

      Пр: А для чего используют холодильник?

      Учащиеся  отвечают.

      Слайд №3

      Пр: Тема нашего урока: “Использование бытового холодильника”.

      Изучение  нового материала.

      Слайд №3

      Пр: Что такое холодильник?

      Учащиеся  отвечают.

      Пр: Советский Энциклопедический Словарь дает нам такое определение:

      Холодильник - сооружение или аппарат для охлаждения, замораживания и хранения пищевых и других скоропортящихся продуктов при температуре ниже температуры окружающей среды. (Учащиеся записывают определение в тетрадь)

      Пр: А у вас дома есть холодильник?

      Учащиеся  отвечают.

      Пр: А сколько в нем отделений?

      Учащиеся  отвечают.

      Пр: Правильно – 2. А для чего они предназначены?

      Учащиеся  отвечают.

      Слайд №4,5,6

      Преподаватель дает характеристику отделениям холодильника (особенности температурного режима и расположения продуктов)

      Холодильное отделение предназначено для хранения продуктов в охлажденном состоянии.

      В холодильном отделении поддерживается невысокая положительная температура, обычно плюс 2 - плюс 8 °С (поэтому холодильное отделение иногда называют плюсовой камерой). Такая температура поддерживается в плюсовых камерах всех бытовых холодильников, независимо от их вместимости и устройства.

1. В самом низу находится отделение для овощей. Это выдвижной ящик, сверху накрытый стеклом. Стекло необходимо по двум причинам:

      - Оно предохраняет овощи от слишком холодного воздуха, который должен не проникать в овощное отделение, а лишь охлаждать его стенки;

      - Благодаря стеклянной крышке овощи не высыхают.

2. На стеклянной крышке рекомендуют держать перед приготовлением незамороженное мясо, рыбу.
3. Для сыра и масла в панели дверцы холодильника есть специальное отделение, закрывающееся крышкой.
4. Узкие полки с бортиками на дверной панели предназначены для хранения пакетов с молоком.
5. В специальных гнездах в верхней части панели дверцы хранятся свежие яйца.
6. Остальные продукты – готовые блюда и супы, колбасы, копчености, открытые консервы – располагаются на средних полках холодильной камеры.

      В морозильном отделении хранят только замороженные продукты. Хранят сравнительно долго, во всяком случае значительно дольше, чем в холодильном.

      В зависимости от температурного режима морозильного отделения холодильники имеют соответствующую маркировку – звездочку. Каждая звездочка означает минус 6°С .Холодильники выпускают с1,2,3,4 звездочками, что соответственно обозначает температуру в морозильном отделении минус 6,12,18,24°С .