Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

3.2. Описание экспериментальной установки по замораживанию плоско-параллейного слоя

Для подтверждения адекватности математической модели – промораживание плоско-параллельного слоя, составленной в пункте 2.1, на кафедре «Техника низких температур» им. П.Л. Капицы Университета Машиностроения был изготовлен экспериментальный стенд (Рисунок 3.8.), позволяющая проводить исследования процесса по росту толщины намораживаемого слоя льда на поверхности водного бассейна в потоке холодного воздуха.

Рисунок 3.8. Экспериментальная установка: 1 – Компрессорно-конденсаторный агрегат; 2 – Воздухоохладитель; 3 – Бак с охлаждённой водой; 4 – Измерительная шкала; 5 – Термопары; 6 – Электронный термометр
Опыт проводился в холодильной камере сборного типа объемом 8 м³, оснащенной компрессорно-конденсаторным агрегатом (Рисунок 3.9.).

Рисунок 3.9. Холодильная камера с компрессорно-конденсаторным агрегатом
Намораживание ледяного покрова происходило в прямоугольной ёмкости из органического стекла (Рисунок 3.10.), габариты которой 650х420х420 мм (ВхДхШ), толщина стенок 5 мм. Коэффициент теплопроводности органического стекла = 0.2 Вт/(м·К). Объем емкости = 0.11 м³.

Рисунок 3.10. Емкость
Емкость с водой, предварительно охлажденную до +1 +3 , помещали в холодильную камеру с постоянной отрицательной температурой (–8 –10 ). Для мониторинга температуры воды в ёмкость помещались термопары. Толщина льда измерялась мерительной шкалой. После начала проведения опыта производили замеры толщины ледяного покрова каждые 20 минут в течении 3 6 часов. Затем проводили обработку данных, в которых принимали коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности воды = 23 Вт/(м²·К), коэффициент теплоотдачи от воды ко льду = 70 Вт/(м²·К)
Экспериментальные данные приведены в Таблице №3.
Таблица №3

Время замерзания толщины ледяного покрова, сек.	Температура воды на поверхности, ºС	Экспериментальная толщина ледяного покрова, мм	Расчётная толщина ледяного покрова, мм
1800	1.1	0.5	0.58
3600	0.65	0.9	1.14
5400	0.45	1.5	1.67
7200	0.5	2	2.18
9000	0.5	2.5	2.6
10800	0.55	3.0	3.13