4. Количество тепла Qsg, отводимое при охлаждении испытуемого образца, можно определить, применив тот же метод, т. е. считать, что изделие будет принимать темпера- туру воздуха камеры без проявления тепловой инерции (без отставания). Тогда

Quad = m S GiCi (txi - 4г)-

Для первого периода от = О до = 0,25 ч

Qg = 2,8 (25-0,11 + 6-0,4) (30 + 22,76) =

= 2,8-5,15-52,76 = 762 ктл1ч = 885 вт;

для второго периода от Ti = = 0,25 ч до = 0,5 ч

Quse = 14,42-22,58 =

= 326 ктл/ч = 379 ет.

Результаты вычислений для последующих периодов приведены в табл. 19.

5. Необходимая холодопроизводительность холодильной машины находится из условия, что в каждый момент времени она должна быть

Qo Qu3 ~f Qkoh ~(~ Quad ~(~ QeeHint

ао-.Кап/ч fODDO

8000

2000

80 70 -60 -50 tc.

Рис. 36. Изменение теплопритоков в термобарокамеру и характеристика холодильного агрегата ФДС-Ш

где Qeenm - тспловыделение при работе вентилятора. Тогда для первого периода

Q(, = 1360 -f 7280 + 762 + 150 = 9552 ккал/ч = 11 090 вт.

Для всех периодов времени необходимая холодопроизводительность приведена в табл. 19.

6. Выбран холодильный агрегат двухступенчатого сжатия ФДС-1М, работающий на фреоне-22. Его холодопроизводительность QoK около 1200 ккал/ч при температуре кипения to = -80° С и температуре конденсации t = 30° С соответствует необходимой холодопроизводительности в конце процесса охлаждения Qo = 981 ккал/ч при температуре в камере 4 = -70° С. Характеристика агрегата ФДС-1М показана на рис. 36.

Наибольшая необходимая холодопроизводительность оказывается в первом периоде Qo = 9552 ккал/ч. Но температура

воздуха в камере в конце этого периода 4 = -22,76° С Предполагается, что воздух будет охлаждаться в воздухоохладителе, а циркуляция воздуха осуществляться двух-скоростным вентилятором, имеющим производительность в наземных и высотных условиях соответственно V ~ = 3000 мЧч к V = 6000 мЧч.

Предварительное охлаждение камеры осуществляется в условиях атмосферного давления. Тогда нагревание воздуха в камере

, vyc

где у - плотность воздуха; при -25° С у = 1,424 кг/м; с - удельная теплоемкость воздуха; при -25° С теплоемкость с = 0,241 ккал/(кг-град).

9552

At=ti-t,= 3000.1.424.0.241

Если воздух выходит из камеры и поступает в воздухоохладитель с температурой = -22,76° С, то он должен охлаждаться в воздухоохладителе до = -22,76-9,3 = = -32,06° С. Средняя температура воздуха в воздухоохладителе

t = --22.76 - 32,06 27 д 1 о Q

Холодопроизводительность Qok = 9552 ккал/ч по характеристике агрегата ФДС-1М может быть получена при температуре кипения to = -49° С. Следовательно, средняя разность температур в воздухоохладителе будет tp - = = -27,41 + 49 = 21,59 град. Для запаса уменьшим ее до 20 град. Тогда необходимая поверхность воздухоохладителя Fo окажется равной

Fo =

h (top-to)

где ko - коэффициент теплопередачи в воздухоохладителе;

может быть выбран ko = 12 ккал/(м-ч-град) - = 13,95 вт/{м-град).

о- 12-20

По мере охлаждения воздуха в камере и конструкции камеры температура кипения будет понижаться. Во втором

периоде (т = 0,5 ч) перепад температур воздуха в воздухоохладителе будет

Значит, из воздухоохладителя начнет выходить воздух с температурой

2 = 1 - 4,3 = -45,34 - 4,3 = -49,64° С, а его средняя температура

4.- -V --47.49° С. Средняя разность температур в воздухоохладителе

Таким образом, температура кипения в этом периоде to = tcp - 10,35 = -47,49 - 10,35 = -57,84 = -58° С.

Такой, температуре кипения отвечает холодопроизводительность агрегата Qqk = 6700 ккал/ч, т. е. большая, чем холодо-потребление в этом периоде.

Результаты вычислений для последующих периодов приведены в табл. 19 и на рис. 36. Данные таблицы и рисунка .показывают, что во всем интервале изменения температуры в камере холодопроизводительность агрегата всегда несколько больше теплопритоков в камеру, в связи с чем можно считать агрегат ФДС-1М пригодным для охлаждения рассчитываемой термобарокамеры.

7. Во время поддержания стационарного режима в высотных условиях (р = 18;6 мм рт. ст. = 24,8 мбар, плотность воздуха у = 0,042 кг/м) теплоприток в камеру окажется равным

Qi = l,2fe F ( -U-

Здесь ft - коэффициент теплопередачи ограждений. При его вычислении можно пренебречь коэффициентом внутренней теплоотдачи ан из-за малой его величины. Тогда

1 , 6 з ~ J 0,20

а Хиз 10 0,035

= = 0,172 ккал/(м-ч-град) = 0,2 вт/(м-град).