ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОЇ ХОЛОДИЛЬНОЇ КАМЕРИ

Abstract

Експериментальне дослідження низькотемпературної камери включало вимірювання температури всередині та зовні камери, коли її охолоджували до температури -150 °C, а потім відігрівали з вимкненою холодильною машиною. Крім того, вимірювалася температура сталевої пластини вагою 14.4 кг, поміщеної в камеру охолодження. Показано, що регулярний тепловий режим встановлюється дуже швидко в процесі нагрівання холодильної камери. Це дозволяє знайти еквівалентне значення коефіцієнта температуропровідності теплоізоляції камери. Використовуючи аналітичне рішення для нестаціонарної теплопровідності теплоізоляції зі значенням еквівалентного коефіцієнта температуропровідності, отриманим в експерименті з регулярним режимом нагріву, можна розрахувати розподіл температур в теплоізоляції камери під час її охолодження. Маючи аналітичне рішення для розподілу температур в теплоізоляції камери, знаходимо градієнт температури на внутрішній стінці камери як похідну від виразу для температури в теплоізоляції. Маючи аналітичне рішення для градієнта температур на внутрішній стінці камери, можна знайти тепловий потік через внутрішню поверхню стінки, який дорівнює добутку градієнта температури на внутрішній стінці та еквівалентної теплопровідністі теплоізоляції. Однак еквівалентну теплопровідність пінополіуретанової ізоляції можна вважати відомою з великою похибкою. Тому для уточнення еквівалентного коефіцієнта теплопровідності теплоізоляції при низьких температурах використано результати експерименту з охолодженням завантаженої холодильної камери. Звідси було знайдено еквівалентне значення теплопровідності теплоізоляції, яке дорівнює 0.0407 Вт/(м∙К), і знаходимо холодопродуктивність холодильної установки при -150 °С, яка дорівнює 136 Вт.