Методика вимірювання та опис установки

Компресійна холодильна машина складається з компресора 1, випарника 2 та конденсатора 3, заповнених холодоагентом (рис. 5). В якості холодоагенту, як правило, беруть фреон-12 (CF₂Cl₂) –діфтордіхлорметан. Він вибухонебезпечний, не має запаху, має низьку температуру кипіння

(- 29,8 ⁰С при атмосферному тиску).

При роботі компресора відбувається всмоктування парів фреону з випарника.

Через понижений тиск процес випаровування прискорюється. Пари фреону стискаються компресором, при цьому їх температура підвищується. В конденсаторі – теплообміннику, розташованому на задній стінці холодильника, пари фреону охолоджуються до кімнатної температури, віддаючи деяку кількість теплоти навколишньому середовищу, та конденсуються при постійному тиску р.

Після проходження фреону через капілярну трубку 4 – 5 у випарник тиск знижується від значення р₁ до р₂. Рідкий фреон при зниженні тиску випаровується, його температура та температура кипіння знижуються. Така циркуляція фреону здійснюється безперервно, поки працює компресор.

Для того, щоб вимірити кількість теплоти Q₂, яка віднімається у охолоджуваного тіла, можна помістити у випарник холодильника поліетиленові кульки з водою та вимірити зниження температури ΔТ в випарнику за відомий проміжок часу Δt :

Q₂ = cmΔT , (6)

де c – питома теплоємність води, m – маса води.

Роботу, яку виконує електродвигун, можна знайти за його електричною потужністю та часом роботи, або по електролічильнику, до якого підключений холодильник.

Порядок виконування роботи

1. Поставити ручку терморегулятора холодильника у положення “викл”. Налити у поліетиленові кульки 2 – 3 кг води та вимірити її початкову температуру Т₁. Щільно зав’язати кульки та покласти їх у випарник (морозильник).

2. Записати початкові показання електролічильника. Ввімкнути холодильник, а через 30 хвилин вимкнути його та дістати кульки з водою із випарника. Вимірити температуру води Т₂. Використовуючи формули (5) і (6), вимірити холодопродуктивність холодильника q.

3. Записати кінцеві показання електролічильника та визначити роботу, здійснену компресором холодильника. За потужністю електродвигуна та часом його роботи оцінити роботу А , виконану електродвигуном, та порівняти з показаннями лічильника.

4. За формулою (4) розрахувати холодильний коефіцієнт ε.

5. Результати вимірювань та розрахунків занести у таблицю.

m, кг	ΔТ 1, К	Q2, Дж	Δt, хв	N, кВТ	A, кВТ·Г	A, Дж	q, Дж/Г	ε

Контрольні питання

1. Пояснити принцип дії теплового двигуна. Які теплові двигуни ви знаєте?

2. Від чого залежить ККД теплової машини і як його можна збільшити?

3. Пояснити принцип дії теплового насоса, де його можна використовувати?

4. Пояснити принцип дії холодильної машини та склад побутового холодильника.

5. Що таке холодильний коефіцієнт і як він визначається в даній роботі?

6. Що називається холодопродуктивністю холодильної машини і як вона визначається в даній роботі?

7. Як впливає на роботу холодильника заміна повітряного охолодження конденсатора охолодженням проточною водою?

8. Чи можна понизити температуру в приміщенні, відкривши дверці працюючого холодильника?

9. Для якої цілі капілярна трубка знаходиться у хорошому тепловому контакті з трубкою, що з’єднує випарник з компресором?

Лабораторна робота № 113