Chłodnictwo i Kriogenika2.pdf

(66 KB) Pobierz
Chłodnictwo i Kriogenika
Laboratorium
Chłodziarka termoelektryczna
Łukasz Majchrzak
Mateusz Szymczak
Paweł Wojcieszak
Data wykonania ćwiczenia
25.10.2011
Data oddania sprawozdania
08.11.2011
1. Cel ćwiczenia
Celem tego ćwiczenia jest zapoznanie się z urządzeniem
chłodniczym, które wykorzystuje efekt termoelektryczny. Zadaniem w
tym ćwiczeniu jest wyznaczenie efektywności chłodniczej tej chłodziarki
2. Przebieg ćwiczenia
Badanym urządzeniem była chłodziarka termoelektryczna. Po
włączeniu chłodziarki została zmierzona prędkość, z jaką powietrze
wylatywało z zabudowanego gorącego radiatora. Pomiar ten został
wykonany za pomocą anemometru. Pomiary prędkości zostały
powtórzone kilkukrotnie, żeby nie popełnić zbyt dużego błędu. Aby móc
obliczyć strumień objętości powietrza opływającego ten radiator
potrzebne było wyznaczenie pola powierzchni przekroju wylotowego
tego wymiennika ciepła. Następnie po upływie pewnego czasu, podczas
którego ustaliła się temperatura wewnątrz chłodziarki, odczytano
temperatury powietrza przed i za radiatorami, jak i temperaturę samych
radiatorów. Te pomiary zostały wykonane przy pomocy
termoelementów. Później został podłączony watomierz, dzięki któremu
odczytano moc elektryczną pobieraną przez chłodziarkę. Pomiar ten
musiał zostać wykonany na samym końcu, ponieważ działanie
watomierza powodowało fałszowanie wyników pomiaru temperatury.
3. Dane pomiarowe
Tab. 1. Wyniki pomiaru temperatur po ustaleniu się temperatur
Lp.
t
Opis
-
°C
-
1
21
Powietrze na wlocie do radiatora gorącego
2
36
Radiator gorący
3
28
Powietrze na wylocie z radiatora gorącego
4
15
Powietrze na wlocie do radiatora zimnego
5
11
Radiator zimny
6
15
Powietrze na wylocie z radiatora zimnego
Tab. 2. Wyniki pomiarów prędkości wypływającego powietrza, wymiarów przekroju
wylotowego z radiatora i mocy chłodziarki
Lp.
w
a (Szerokość) b (Wysokość)
N
-
m/s
mm
mm
W
1
1,75
55
125
52
2
1,83
3
1,81
4
1,86
4. Obliczenia
Pole przekroju wylotowego z radiatora gorącego
=2∗ ∗ =2∗0,055∗0,125=0,014
Wymiary radiatora zostały pomnożone przez 2, ponieważ posiada on dwa
wyloty powietrza
787579401.028.png 787579401.029.png 787579401.030.png 787579401.031.png 787579401.001.png 787579401.002.png 787579401.003.png 787579401.004.png 787579401.005.png 787579401.006.png 787579401.007.png 787579401.008.png 787579401.009.png 787579401.010.png 787579401.011.png 787579401.012.png 787579401.013.png 787579401.014.png 787579401.015.png 787579401.016.png 787579401.017.png 787579401.018.png 787579401.019.png 787579401.020.png 787579401.021.png 787579401.022.png 787579401.023.png 787579401.024.png 787579401.025.png 787579401.026.png 787579401.027.png
 
Prędkość średnia
ś = + +
3 = 1,83+1,81+1,86
3 =1,83
Pierwszy pomiar prędkości został odrzucony, ponieważ zanadto odbiegał od
pozostałych, co mogło spowodować zafałszowanie wyników
Strumień objętości powietrza przepływającego przez radiator gorący
= ś ∗ =1,83∗0,014=0,025
Strumień ciepła oddawanego przez radiator gorący do przepływającego
przez ten radiator powietrza
= ∗ ∗∆ = ∗ ∗ ∗ −
=0,025∗1,2∗1005∗ 28−21 =211
=211
Do tych obliczeń została przyjęta gęstość powietrza w warunkach
normalnych, natomiast ciepło właściwe zostało odczytane z tablic
Strumień ciepła pobieranego przez radiator zimny z wnętrza chłodziarki
= − =211−52=159
Efektywność chłodnicza chłodziarki termoelektrycznej
=
= 159
52 =3,05
5. Wnioski
Wartość efektywności chłodziarki termoelektrycznej w literaturze jest
zdecydowanie poniżej jedności. Natomiast na podstawie przeprowadzonych
pomiarów i obliczeń wynika, że osiąga wartość dużo większą. Jest to
spowodowane tym, iż w czasie dokonywania pomiarów termopara, która
dokonywała pomiarów temperatury powietrza wypływającego z radiatora
gorącego, miała bezpośredni kontakt z tym wymiennikiem ciepła. Skutkiem
tego jest otrzymanie wartości temperatury, będącej średnią wartością
 
temperatury powietrza wypływającego z radiatora gorącego i temperatury
tego radiatora. Skutkiem tego błędu jest to, że wynik obliczeń efektywności
chłodniczej tej chłodziarki jest o rząd wielkości większy niż wartość
efektywności podawanej w literaturze.
Kolejnym czynnikiem, który mógł mieć wpływ na dokładność pomiarów i
obliczeń jest dokładność urządzenia, które przetwarzało wartości napięć
indukowanych w termoparze na wartości temperatury. Urządzenie to działa
z dokładnością ±1°C, co przy tak niewielkich różnicach temperatur mogło
mieć znaczący wpływ na wynik końcowy.
Czynnikiem, który także mógł wpływać na ostateczny wynik jest także
pomiar prędkości wypływającego powietrza. Jednak dzięki wielokrotnemu
pomiarowi tej prędkości przez różne osoby i obliczeniu wartości średniej
błąd tego pomiaru zminimalizowano.
Reasumując największy wpływ na nieprawdziwą wartość efektywności
chłodniczej chłodziarki termoelektrycznej miał błędny pomiar temperatury
powietrza wypływającego z radiatora gorącego, co było spowodowane
zetknięciem termoelementu z radiatorem gorącym. Pozostałe czynniki miały
zdecydowanie mniejszy wpływ na dokładność pomiarów i obliczeń, jednak
nie można tego wpływu pominąć.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin