ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОЇ ХОЛОДИЛЬНОЇ КАМЕРИ

IF 0.5 Q4 CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY

Journal of Chemistry and Technologies Pub Date : 2024-01-26 DOI:10.15421/jchemtech.v31i4.289272

М.Б. Кравченко, С.В. Кокул

{"title":"ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОЇ ХОЛОДИЛЬНОЇ КАМЕРИ","authors":"М.Б. Кравченко, С.В. Кокул","doi":"10.15421/jchemtech.v31i4.289272","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Експериментальне дослідження низькотемпературної камери включало вимірювання температури всередині та зовні камери, коли її охолоджували до температури -150 °C, а потім відігрівали з вимкненою холодильною машиною. Крім того, вимірювалася температура сталевої пластини вагою 14.4 кг, поміщеної в камеру охолодження. Показано, що регулярний тепловий режим встановлюється дуже швидко в процесі нагрівання холодильної камери. Це дозволяє знайти еквівалентне значення коефіцієнта температуропровідності теплоізоляції камери. Використовуючи аналітичне рішення для нестаціонарної теплопровідності теплоізоляції зі значенням еквівалентного коефіцієнта температуропровідності, отриманим в експерименті з регулярним режимом нагріву, можна розрахувати розподіл температур в теплоізоляції камери під час її охолодження. Маючи аналітичне рішення для розподілу температур в теплоізоляції камери, знаходимо градієнт температури на внутрішній стінці камери як похідну від виразу для температури в теплоізоляції. Маючи аналітичне рішення для градієнта температур на внутрішній стінці камери, можна знайти тепловий потік через внутрішню поверхню стінки, який дорівнює добутку градієнта температури на внутрішній стінці та еквівалентної теплопровідністі теплоізоляції. Однак еквівалентну теплопровідність пінополіуретанової ізоляції можна вважати відомою з великою похибкою. Тому для уточнення еквівалентного коефіцієнта теплопровідності теплоізоляції при низьких температурах використано результати експерименту з охолодженням завантаженої холодильної камери. Звідси було знайдено еквівалентне значення теплопровідності теплоізоляції, яке дорівнює 0.0407 Вт/(м∙К), і знаходимо холодопродуктивність холодильної установки при -150 °С, яка дорівнює 136 Вт.","PeriodicalId":41282,"journal":{"name":"Journal of Chemistry and Technologies","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5000,"publicationDate":"2024-01-26","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Journal of Chemistry and Technologies","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.15421/jchemtech.v31i4.289272","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Експериментальне дослідження низькотемпературної камери включало вимірювання температури всередині та зовні камери, коли її охолоджували до температури -150 °C, а потім відігрівали з вимкненою холодильною машиною. Крім того, вимірювалася температура сталевої пластини вагою 14.4 кг, поміщеної в камеру охолодження. Показано, що регулярний тепловий режим встановлюється дуже швидко в процесі нагрівання холодильної камери. Це дозволяє знайти еквівалентне значення коефіцієнта температуропровідності теплоізоляції камери. Використовуючи аналітичне рішення для нестаціонарної теплопровідності теплоізоляції зі значенням еквівалентного коефіцієнта температуропровідності, отриманим в експерименті з регулярним режимом нагріву, можна розрахувати розподіл температур в теплоізоляції камери під час її охолодження. Маючи аналітичне рішення для розподілу температур в теплоізоляції камери, знаходимо градієнт температури на внутрішній стінці камери як похідну від виразу для температури в теплоізоляції. Маючи аналітичне рішення для градієнта температур на внутрішній стінці камери, можна знайти тепловий потік через внутрішню поверхню стінки, який дорівнює добутку градієнта температури на внутрішній стінці та еквівалентної теплопровідністі теплоізоляції. Однак еквівалентну теплопровідність пінополіуретанової ізоляції можна вважати відомою з великою похибкою. Тому для уточнення еквівалентного коефіцієнта теплопровідності теплоізоляції при низьких температурах використано результати експерименту з охолодженням завантаженої холодильної камери. Звідси було знайдено еквівалентне значення теплопровідності теплоізоляції, яке дорівнює 0.0407 Вт/(м∙К), і знаходимо холодопродуктивність холодильної установки при -150 °С, яка дорівнює 136 Вт.

查看原文本刊更多论文

低温制冷室的实验研究

对低温箱的实验研究包括测量低温箱冷却至 -150 °C，然后在制冷机关闭的情况下重新加热时箱内和箱外的温度。此外，还测量了放置在冷却室中的 14.4 千克钢板的温度。结果表明，在冷却室的加热过程中，很快就能建立起一个规则的热制度。这样就可以找到冷却室隔热层导热系数的等效值。利用隔热材料非稳态导热系数的解析解以及在有规律加热实验中获得的等效导热系数值，可以计算出冷却室隔热材料在冷却过程中的温度分布。有了隔热箱内温度分布的解析解，我们就可以求出隔热箱内壁的温度梯度，作为隔热箱内温度表达式的导数。有了腔室内壁温度梯度的解析解，我们就可以求出通过内壁表面的热通量，它等于内壁温度梯度与隔热材料等效导热系数的乘积。然而，聚氨酯泡沫隔热材料的等效导热系数可以认为是已知的，但误差较大。因此，利用冷却装载冰箱的实验结果来明确隔热材料在低温下的等效导热系数。结果发现隔热材料的等效导热系数为 0.0407 W/（m∙K），并计算出制冷装置在 -150 °C 时的制冷量为 136 W。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Journal of Chemistry and Technologies CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY-

CiteScore

0.80

自引率

40.00%

发文量