Стр. 4 - Разработка низкотемпературной камеры, обеспечивающей высокую скорость охлаждения объектов

ки к воздуху

α

внутр

;

S

о.о

— площадь наружной поверхности объектов

охлаждения;

T

о.о

— температура объектов охлаждения;

M

о.о

— мас-

са объектов охлаждения;

C

p

о.о

— теплоемкость объектов охлаждения);

Q

вент

— тепловой поток, эквивалентный работе циркуляционного вен-

тилятора, значение которого берется из практики эксплуатации подоб-

ных камер;

Q

констр.

i

=

m

i

C

pi

∂T

i

∂τ

(3)

— тепловой поток, обусловленный изменением температуры элементов

конструкции низкотемпературной камеры, находящихся в ее рабочем

объеме (перегородок подвесов и т.п.) (

m

i

,

C

P i

— масса и теплоемкость

элемента конструкции);

Q

доп

=

κ

(

T

о.с

−

T

х

)

(4)

— дополнительный тепловой поток из окружающей среды, обусло-

вленный инфильтрацией воздуха через уплотнение дверного проема

и теплопритоками через тепловые мосты. В первом приближении его

можно принять пропорциональным разности температур окружающей

среды и температуры воздуха в рабочем объеме низкотемпературной

камеры (

κ

— коэффициент пропорциональности);

Q

т

— тепловой по-

ток, обусловленный внутренними тепловыделениями при их наличии

(в данной работе данные тепловыделения не учитывались).

Ранее

1

была описана методика расчетного определения зависимо-

сти

T

ср.внутр

от

T

х

в нестационарном процессе охлаждения низкотемпе-

ратурной камеры, основанная на математическом моделировании про-

цессов теплоотдачи на внешней и внутренней поверхностях корпуса

камеры и теплопроводности по его толщине. Эта методика исполь-

зовалась в сочетании с зависимостями, описывающими теплообмен с

объектами охлаждения и дополнительные теплопритоки.

Теплопроводность внутри данных объектов принималась идеаль-

ной, т.е. температура всех их внутренних точек полагалась одинаковой.

На этапе выбора основных параметров проектируемой низкотем-

пературной камеры сложно определиться с наличием тех или иных

элементов конструкции в рабочем объеме и, соответственно, как-то

задать условия теплообмена на их поверхности. Из опыта констру-

ирования подобных камер можно лишь ориентировочно оценить их

массу. Поэтому в настоящей работе для учета влияния теплового по-

тока

Q

констр

было принято, что скорость изменения температуры эле-

ментов конструкции равна скорости изменения температуры объектов

1

М а к а р о в Б. А., К р о т о в А. С., Ж е р д е в А. А. Математическое моде-

лирование динамических тепловых характеристик холодильной камеры // Вестник

МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2010. – Спец. вып. Холодильная и

криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения. – С. 147–154.

94