7.4. Описание опытной установки

Компрессионная холодильная установка (рис. 7.1.) включает компрессор 3, в котором происходит сжатие фреона, причем температура фреона становится выше температуры окру­жающей среды; конденсатор 4, в котором фреон охлаждает­ся до температуры насыщения и конденсируется; дроссель­ный клапан (терморегулирующий вентиль) 5, в котором давление жидкости снижается и температура насыщения стано­вится ниже 0 ⁰С; испаритель 6, в котором фреон превращается в пар вследствие подвода тепла от охлаждаемой до 0 ⁰С воды.

Рис. 7.1. Схема установки для охлаждения молока.

1- теплообменник – охладитель молока, 2- ванна, 3 – компрессор, 4-конденсатор, 5- дроссель­ный клапан (терморегулирующий вентиль), 6 - испаритель, 7- водяной насос, 8 - емкость для охлажденного молока

Холодильная установка служит для охлаждения воды до 0°С. Охлаждение воды происходит в ванне 2. В ванну с во­дой погружен ряд пластинчатых элементов, соединенных коллекторами, через которые подается фреоновая жидкость и уходит пар фреона. Забор воды и обратное поступление ее в ванну происходит через коллекторы посредством насоса. В ванне накапливается определенное количество льда, и холодная вода всегда готова к использованию.

Теплообменник — охладитель молока 1 служит для ох­лаждения молока водой. Теплообменник выполнен по противоточной схеме, поэтому молоко может быть охлаждено в нем на 4—5 К выше 0 ⁰С. По конструкции теплообменник — пластинчатый.

7.5. Проведение испытания

При испытании теплообменного аппарата 1 основными замеряемыми величинами являются величины, формирующие уравнения теплового баланса и теплопередачи теплообмен­ника, т. е. расход молока m_м (кг/c), начальные температуры молока t_м^/(⁰C) и воды t_В^/(⁰C) на входах теплообменника, конечные температуры молока t_м^//(⁰C) и воды t_В^//(⁰C) на выходах теплообменника.

Температуры в данном случае замеряются ртутными термометрами. Расход «молока» (за­меняется при испытании теплой водой) и измеряется весовым методом.

7.6. Обработка результатов испытания

7.6.1. Определяем тепловой поток от молока к охлаждающей воде [1]:

Ф = m_мС_м(t_м^/ - t_м^//), кВт (7.1)

где С_м = 3,8 кДж/(кг·К) – теплоемкость молока.

7.6.2. Определяем средний логарифмический температурный напор:

, ⁰С (7.2)

где Δt_Б = t_м^/ - t_В^//, ⁰С

Δt_М = t_м^// - t_В^/, ⁰С

7.6.3. Из уравнения теплопередачи определяем коэффициент теплопередачи:

, Вт/(м²∙K) (7.3)

где F – площадь поверхности теплообмена, м² (определяется по паспорту теплообменного аппарата).

7.6.4. Определяем расход ох­лаждающей воды m_В из уравнения теплового баланса теплообменного аппарата [1]:

m_мС_м(t_м^/ - t_м^//)=m_В С_В (t_В^//— t_В^/), (7.4)

где С_В = 4,19 кДж/(кг·К) — теплоемкость воды.

Тогда расход охлаждающей воды будет равен:

, кг/c (7.5)

7.6.5. Начертить график распределения температур по поверхности теплообмена (рис.7.2.)

Рис. 7.2. График распределения температур по поверхности теплообмена

7.6. Оформление отчета

Отчет по работе должен включать схему установки, таблицу опытных данных, расчет, схему изменения температур вдоль поверхности теплообмена.

Таблица 7.1

Опытные данные

Измеряемые и расчетные величины
mм	mВ	t'м	t"м	tВ'	tВ"	Δtср	k