двигателей. По условиям технического задания, полученного от завода
— изготовителя авиационных двигателей, стальные заготовки, массой
100 кг, расположенные в специальной клетке, должны охлаждаться до
температуры
−
60
◦
C за 180 минут, не более.
В результате анализа способов охлаждения до заданного темпе-
ратурного уровня для разрабатываемой камеры в качестве генерато-
ра холода была выбрана парокомпрессионная холодильная машина
(ПКХМ), работающая на многокомпонентной смеси хладагентов. Ско-
рость охлаждения заготовок при этом будет зависеть от правильного
выбора холодильного компрессора, рационального подбора характери-
стик теплообменных аппаратов и расширительных устройств, а также
состава рабочего тела.
Из расчета цикла ПКХМ, работающей на смесях хладагентов, с
учетом всех коэффициентов, определяющих эффективность работы ее
частей, может быть получена зависимость холодопроизводительности
ПКХМ от текущей температуры воздуха в рабочем объеме низкотем-
пературной камеры. Методика определения зависимости температуры
охлаждаемых заготовок от времени при известной зависимости хо-
лодопроизводительности ПКХМ от температуры воздуха в рабочем
объеме низкотемпературной камеры приведена далее.
Тепловая нагрузка на ПКХМ определяется как результат нестацио-
нарных процессов передачи теплоты в общем случае в объектах охла-
ждения, элементах конструкции теплоизолированного корпуса низко-
температурной камеры и на ее внешней поверхности. Точное опре-
деление тепловой нагрузки на ПКХМ требует разработки сложных
физических и математических моделей нестационарных процессов пе-
редачи теплоты, учитывающих особенности конструкции конкретной
низкотемпературной камеры. Авторами настоящей статьи была раз-
работана упрощенная полуэмпирическая модель теплового состояния
низкотемпературной камеры, учитывающая влияние основных тепло-
вых потоков на тепловую нагрузку ПКХМ в нестационарных условиях
ее эксплуатации.
В общем случае теплоизолированный корпус низкотемпературной
камеры представляет собой трехслойную конструкцию, состоящую из
внешней и внутренней металлических стенок и заключенной между
ними тепловой изоляции. Передача теплоты в каждом из слоев осу-
ществляется теплопроводностью, а на внешней и внутренней поверх-
ностях — вследствие конвективного теплообмена. В процессе выхода
на установившийся режим эксплуатации холодопроизводительность
ПКХМ затрачивается на компенсацию изменяющихся теплопритоков
из окружающей среды и охлаждение теплоемкой массы корпуса, те-
плоотдача от которой тоже меняется со временем. В качестве охлажда-
92
1 3,4,5,6