10.05.2018

Скорость нагрева холодильника при выключении охлаждения


Практический интерес представляет вопрос о величине повышения температуры плитового холодильника при кратковременном отключении охлаждения.

Теоретический расчет нагрева был проведен для гладкого плитового холодильника в форме прямоугольного параллелепипеда. Для простоты расчета принимали, что через грань плиты, обращенной к кожуху, а также через боковые грани тепло не проходит. Плотность теплового потока со стороны рабочего пространства печи принята постоянной во времени. В результате сделанных предположений получаем несколько завышенные значения температуры в теле холодильника при его разогреве, так как в действительности через грани, которые авторы приняли теплоизолированными, происходит некоторая утечка тепла, а тепловой поток на холодильник со стороны рабочего пространства печи должен со временем, хотя и медленно, убывать.

Начальное распределение температуры в плите приближенно можно представить в виде формулы
где t0(x) — распределение температуры по толщине плиты в начальный момент времени, т. е. в момент отключения охлаждения, °C;

tо — средняя температура плиты в начальный момент, °С;

q — плотность теплового потока, ккал/(м2*ч);

а — толщина плиты холодильника, м;

Лх — коэффициент теплопроводности холодильника, ккал/(м*ч*град);

х — расстояние от обогреваемого края плиты, м.

Действительно, значение средней температуры плиты, вычисленное по формуле (20), как и предполагали, совпадает с t0, а плотность теплового потока со стороны печи — с q.

Решение нестационарного уравнения теплопроводности при сформулированных выше начальных и краевых условиях имеет вид
где t(x,r) — температура в рассматриваемый момент времени, °С;

r — время, прошедшее после отключения охлаждения, r;

с — удельная теплоемкость чугуна, ккал/(кг*град);

y — плотность чугуна, кг/м3.

Пример. Рассчитать скорость нагрева холодильника толщиной а=120 мм при с=0,13 ккал/(кг*град) и y=7000 кг/м3.

Полученные скорости нагрева холодильника при выключении охлаждения в зависимости от плотности теплового потока приведены ниже:
Из приведенных данных следует, что благодаря большой массе холодильников и сравнительно незначительным плотностям тепловых потоков [до 5—60 тыс. ккал/(м2*ч)] разогрев холодильников при отключении охлаждения происходит медленно. Например, при q = 50 тыс. ккал/(м2*ч) и перерыве в охлаждении в течение 1 мин холодильник нагреется всего на 7—8 град.

Таким образом, кратковременные перерывы в охлаждении, связанные с особенностями эксплуатации водяного и испарительного охлаждения (например, при определении прогоревших холодильников), не вызывают существенного перегрева холодильников, если в системе не образуются паровые пробки, как это происходит при водяном охлаждении.





Яндекс.Метрика