Результаты экспериментальных исследований.

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 20 из 25Следующая ⇒

DB

(°С)

WB

(°С)

DB

(°С)

WB

(°С)

Стандартная   

холодопроизво-дительность

+ 27

+ 19

+ 35

+ 24

Стандартная 

теплопроизводи-тельность

+ 21

+ 15

+ 7

+ 6

Охлаждение в условиях высо­ких температур

+ 32

+ 23

+ 43

+ 26

Охлаждение в условиях низ­ких температур

+ 21

+ 15

+21

+ 15

Нагревание в условиях высо­ких температур

+ 27

+ 18

+ 24

+ 18

Нагревание в условиях низких температур

+ 21

+ 15

-7

-8

DB - температура по сухому термометру.

WB - температура по влажному термометру.

3.5 Оценка точности измерений.

Прежде чем приступить к оценке погрешности определения длины трубки, хочу остановиться вот на каком вопросе. Для расчета длины капиллярной трубки необходимо знать такой параметр как массовый расход хладагента через данную трубку. Естественно, что эта величина должна равняться значению массового расхода во всем контуре. В идеальном случае данный параметр, равно как и величина разности энтальпий хладагента, вычисляется при расчете испарителя. В данном же случае, начальные условия определялись экспериментально и массовый расход рассчитывался как

Где Q - измеренная холодопроизводительность,  - разность энтальпий хладагента на входе и выходе из испарителя. Разность же энтальпий рассчитывается зная перегрев хладагента. В свою очередь перегрев хладагента измеряется на поверхности трубки, отводящей хладагент из испарителя. Вот на этот нюанс и хочу обратить внимание, поскольку возникает естественный вопрос, на сколько измеренная температура отличается от реальной?

Рассмотрим участок трубки, на котором измеряется перегрев (см. рисунок 3.5.).

Рис. 3.5. Измерение перегрева хладагента.

Термопара крепится к поверхности медной трубки при помощи липкой алюминиевой фольги. Состоянию воздуха соответствуют: коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха , температура воздуха  и температура крайней поверхности трубки со стороны воздуха  (которая и измеряется при помощи термопары). Состоянию хладагента соответствуют: коэффициент теплоотдачи со стороны хладагента , температура хладагента  (которая собственно говоря и требуется).

Будем считать, что у нас отсутствуют какие-либо термические сопротивления и поскольку толщина термопары мала, будем рассматривать участок трубки, на котором она крепится, как плоскую стенку. Запишем уравнение для нахождения коэффициента теплопередачи

Толщина стенки  0.001 (м), коэффициент теплопроводности меди

𝜆 = 389.6 (Вт/м/°С). Основываясь на практическом опыте, допустим, что коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха  40 (Bт/ ), а коэффициент теплоотдачи со стороны хладагента  500 (Вт/ ). Температура воздуха известна и равна  + 27 °С, а температура крайней поверхности со стороны воздуха из-меряется термопарой, допустим  = + 10 °С.

Подставив значения в формулу получим К = 37.03 (Вт/ /°С). Теперь составим систему уравнений

Из второго уравнения этой системы можно посчитать величину теплового потока, она составит q = 680 (Вт/ /). Теперь из первого уравнения можно определить величину  = 8.64 °С. Сравним полученное значение с измеряемым. Разность между ними составляет 1.36 °С, что сопоставимо с точностью измерения термопары (±1.5 °С). Таким образом будем считать, что данный способ измерения перегрева не дает значительных погрешностей и примем измеряемую температуру за температуру хладагента.

Для определения относительной погрешности длины капиллярной трубки воспользуемся методом «шаг за шагом». Для каждого этапа методики расчета длины капиллярной трубки (метод пошагового интегрирования) будем определять абсолютную погрешность того или иного параметра, необходимого для расчета. Напомню, что каждый этап - есть определение участка длины капиллярной трубки, обеспечивающего заданное падение давления. Параметры, соответствующие состоянию на входе в участок длины будем обозначать индексом «1», а параметры, соответствующие состоянию на выходе из участка - индексом «2». Ниже приводится методика расчета ошибок для одного этапа, поскольку для всех этапов подход одинаков. Приступим непосредственно к самому методу.

1. Мы имеем погрешности ряда величин, которые измеряем непосредственно тем или иным прибором (оборудованием):

- относительная погрешность измерения давления кипения и конденсации (  и  соответственно);

- абсолютная погрешность измерения перегрева ( );

- относительная погрешность измерения холодопроизводительности

2. Измеряемыми величинами являются: давления кипения и конденсации (Рк и Ро), перегрев хладагента (t), холодопроизводительность (Q).

3. Находим абсолютные погрешности измерения давлений кипения и конденсации:

4. Относительная погрешность расхода хладагента

5. Чтобы найти относительную погрешность определения разности энтальпий хладагента на входе и выходе из испарителя  необходимо знать абсолютные погрешности энтальпий на входе и выходе по отдельности. Абсолютная погрешность определения энтальпии на входе равна абсолютной погрешности измерения давления конденсации  (поскольку значение энтальпии берется из таблиц). Абсолютную погрешность энтальпии на выходе рассчитываем как

Абсолютная погрешности определения разности энтальпий находится

Относительную погрешность определения разности энтальпий находим как

6. Относительную погрешность энтальпии кипящей жидкости, поступающей на вход капиллярной трубки примем равной относительной погрешности измерения давления конденсации . Абсолютная погрешность  рассчитывается как

7. Паросодержание хладагента рассчитывается как

Соответственно абсолютная погрешность определения паросодержания находится как

Относительная погрешность

8. Погрешность определения удельного объема смеси.

Удельный объем смеси рассчитывается как

Абсолютная погрешность

9. Погрешность определения скорости хладагента. Скорость хладагента рассчитывается по формуле  

Абсолютная погрешность

10. Погрешность определения падения давления вследствие ускорения.

Падение давления рассчитывается по формуле

Абсолютная погрешность

Абсолютная погрешность определения разности скоростей

11. Погрешность определения давления вследствие трения.

Падение давления рассчитывается по формуле

Абсолютная погрешность

12. Погрешность определения динамической вязкости смеси.

Вязкость смеси рассчитывается по формуле .

Абсолютная погрешность

13. Погрешность определения средней скорости.

Абсолютная погрешность .

14. Погрешность определения числа Рейнольдса.

Число Рейнольдса .

Абсолютная погрешность
 

15. Погрешность определения коэффициента трения.

Коэффициент трения

Абсолютная погрешность

16. Погрешность определения средней скорости на участке.

Средняя скорость .

Абсолютная погрешность

17. Погрешность определения среднего коэффициента трения на участке.

Среднее значение коэффициента трения

Абсолютная погрешность

18. Погрешность определения длины участка трубки.

Требуемая длина участка трубки

Абсолютная погрешность

19. Погрешность определения общей длины трубки.

Общая длины трубки находится как сумма всех полученных отрезков

Абсолютная погрешность

Относительная погрешность длины трубки .

3.6 Выводы по главе.

Рассмотрев весь, приводимый в главе 3 материал, можно сформулировать следующие основные моменты:

1. Методом для расчета длины капиллярной трубки выбран метод пошагового интегрирования. На основании предварительных экспериментов с капиллярными трубками, рассчитанными по этому методу, можно сделать вывод о его преимуществе перед другими рассмотренными в главе 1 методами не только в плане сходимости результатов, но и в плане «гибкости» при решении различных задач.

2. Как существенный нюанс при использовании данного метода в расчетах, необходимо указать на определяемый экспериментально параметр, касающийся точного определения предела дросселирования. Речь идет о температуре хладагента на выходе из дроссельного узла. Этот параметр необходимо не только измерять в ходе экспериментов, но и соответствующим образом учитывать в расчетах.

3. Разработанная и приведенная в п. 3.4 методика проведения исследований является базовой, на которой будут основываться все проводимые далее работы.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров