3 Описание экспериментальной (опытной)

УСТАНОВКИ

Схема лабораторной установки приведена на рисунке 2.2. Она состоит из бытового паро-компрессорного холодильника и измерительных приборов.

Особенностью данного холодильника является то, что температура в небольших пределах регулируется изменением продолжительности включения мотор компрессора М и К с помощью реле РТ (рисунок 2.2), так как вместо терморегулирующего вентиля имеется дроссель Др выполненный в виде капиллярной трубки.

Охлаждаемая вода заливается в сосуд С, с массой m и устанавливается в испарительную камеру холодильника ХК. Контроль за изменением температуры осуществляется термопарой Т, мощность электродвигателя М привода компрессора К измеряется ваттметром W.

Рисунок 2.2 Схема испытания холодильной машины. W – ваттметр; РТ – реле температуры; РП – реле пусковое; М – электродвигатель; К – компрессор; КН – конденсатор; В – фильтр-осушитель; Др – дроссель (капиллярная трубка); Т, Т0 – термопары; И – испаритель; С – сосуд с водой; СД – сосуд Дьюара; 1…4 – точки с параметрами по рис. 2.1

4 Порядок выполнения работы

4.1 Изучите разрез холодильной машины и ознакомьтесь с лабораторной установкой. Проверьте наличие снега (льда) в сосуде Дьюара подготовьте потенциометр к измерениям (см. приложение А).

4.2 Измерьте массу сосуда на весах ВЛК7-500с-М с точностью 10 мг. После этого заполните сосуд теплой водой с температурой 35…40С и измерьте полную массу сосуда и установите его в камеру холодильника. Опустите в воду спай термопары. Закройте дверцы испарителя и холодильника. Запишите время начала опыта.

4.3 Измерьте начальную температуру воды (ЭДС термопары). Через каждые 5 минут, до установления постоянной температуры воды (льда), повторите измерения и заполните таблицу наблюдения (таблица 2.1).

В течение опыта следите за работой холодильника, и измерьте продолжительность работы мотор - компрессора и потребляемую им электрическую мощность.

4.4 Выключите холодильник и потенциометр.

4.5 Обработайте полученные результаты (см. п.5), заполните таблицу 2.2 и постройте графики изменения теплового потока и температуры воды от времени. Определите холодильный коэффициент. Из анализа погрешности сделайте вывод о путях повышения точности опыта.

5 Обработка результатов опыта

Начальная и текущие температуры определяются по ЭДС термопары и приложению Б. Количество теплоты, отведенной от воды при охлаждении, находятся по зависимости:

Q=(c₁m₁+c₂m₂)(t_н-t), (2.1)

где с₁ и с₂ – теплоемкости воды и сосуда, с₁=4,19 кДж/(кгК);

m₁ и m₂ – массы воды и сосуда (см. п.3), кг;

t_н и t – начальная и текущие температуры, С.

Зависимости t=f₁() и Q=f₂() постройте на общей оси времени. По этим графикам определите установившийся тепловой режим и его параметры – установившуюся температуру (t_у) и время от начала опыта до установившегося режима (_у).

Рассчитайте средние за весь опыт холодопроизводительность – Ф₁ и мощность привода компрессора – W, Вт.

Ф₁ =(c₁m₁+c₂m₂)(t_н-t)/_у, (2.2)

где t_н- начальная температура, С.

W=(W_i_I)/_у, (2.3)

где W_i – средняя мощность за i-ый период работы компрессора, Вт;

_I – продолжительность i-го рабочего периода компрессора, с.

Средняя продолжительность работы компрессора – ПВ

ПВ=_j / _у. (2.4)

Определите средний за опыт холодильный коэффициент

=Ф₁ / W. (2.5)

Относительную погрешность холодильного коэффициента () можно определить по зависимости

, (2.6)

где m₁, m₂, t, , W – абсолютные ошибки измерения массы, температуры, времени, электрической мощности принимаются равными 0,5 цены деления прибора (для температуры таблицы перевода э.д.с. в температуру).

Определите приборы, дающие существенную часть общей ошибки измерения.