הערכת העברת החום של ספין וצינה

Overview

מקור: מייקל בנטון וקרי מ. דולי, המחלקה להנדסה כימית, אוניברסיטת לואיזיאנה סטייט, באטון רוז', לוס אנג'לס

ספין-ו-צ'יל משתמשת בהעברת חום וביסודות זרימת נוזלים כדי לצנן משקאות מטמפרטורת החדר ל-38 מעלות צלזיוס ב-2 דקות בלבד. זה ייקח מקרר כ 240 דקות וחזה קרח כ 40 דקות כדי להשיג שינוי טמפרטורה שווה ערך. זה מושלם ספין וצמרמורת על ידי ספינינג פחית או בקבוק ב עד 500 סל"ד, אשר יוצר מעט או לא קצף.

בניסוי זה, היעילות של ספינינג צילינדר (כלומר, פחית סודה) במהירויות גבוהות כדי לקרר משקה קל תיבחן. פרמטרים תפעוליים, כגון סל"ד וזמן ספין, יהיו מגוונים כדי להעריך את השפעתם על העברת החום, ומקדם העברת החום יחושב באמצעות מודל פרמטר גושי.

Procedure

1. בדיקת הספין-וצינה

מלא את פחית הסודה מאלומיניום במי טמפרטורת החדר ולאחר מכן להקליט את הטמפרטורה.
למדוד את המשקל הכולל של הקרח בשימוש עם האיזון, מספיק כדי להקיף את ספין-ו-צ'יל.
לאטום את סודה אלומיניום יכול באמצעות מכסה איטום פלסטיק ולהכניס את ההרכבה לתוך ספין וצמרמורת.
הפעל את ספין-ו-צ'יל. זה צריך לרוץ על 2 דקות ב ~ 300 סל"ד.
הסר את פחית הסודה מאלומיניום מהספין-ו-צ'יל והסר את מכסה איטום הפלסטיק. תעד את הטמפרטורה הסופית של המים בתוך פחית הסודה מאלומיניו

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

מודל הפרמטרים הגושי משמש לקביעת מקדם העברת החום, h, עבור תנאי הניסוי השונים. כדי לחשב את היעילות, אנו קובעים תחילה את האנרגיה המועברת כחום לאמבט הקרח מהנוזל שבפחית. אם המערכת הייתה אדיאבטית (יעילה ב-100%),_מיQ +_{Q קרח}= 0. היעילות נקבעת על ידי חלוקת הערך המוחלט של חום ה?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

ניסוי זה נועד להעריך את היכולת של ספין-ו-צ'יל לקרר משקה קל במהירויות שיא. מודל הפרמטר הגוש שימש מאז convection היה הרבה יותר חשוב מאשר הולכה (בשל שיעור גבוה של ערבוב).

הנתונים שנאספו מעמידים בספק את היכולת של ספין-ו-צ'יל להתקרר בפחית חמה של סודה ל 38 °F תוך 2 דקות. עם זאת, עם שלושה שימוש?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References

Vapor-compression Refrigeration." ChemEngineering - Vapor-compression Refrigeration. N.p., n.d. Web. 01 Dec. 2016.
Bartgis, Catherine, Alexander M. Lebrun, Rhongui Ma, and Liang Zhu. "Determination of Time of Death in Forensic Science via a 3-D Whole Body Heat Transfer Model." Journal of Thermal Biology (2016). Web.
Wemhoff, A.p., and M.v. Frank. "Predictions of Energy Savings in HVAC Systems by Lumped Models." Energy and Buildings 42.10 (2010): 1807-814. Web.
Encyclopedia of Chemical Engineering Equipment." Heat Exchangers - Heat Transfer - MEL Equipment Encyclopedia 4.0. N.p., n.d. Web. 01 Dec. 2016.

1. בדיקת הספין-וצינה

מלא את פחית הסודה מאלומיניום במי טמפרטורת החדר ולאחר מכן להקליט את הטמפרטורה.
למדוד את המשקל הכולל של הקרח בשימוש עם האיזון, מספיק כדי להקיף את ספין-ו-צ'יל.
לאטום את סודה אלומיניום יכול באמצעות מכסה איטום פלסטיק ולהכניס את ההרכבה לתוך ספין וצמרמורת.
הפעל את ספין-ו-צ'יל. זה צריך לרוץ על 2 דקות ב ~ 300 סל"ד.
הסר את פחית הסודה מאלומיניום מהספין-ו-צ'יל והסר את מכסה איטום הפלסטיק. תעד את הטמפרטורה הסופית של המים בתוך פחית הסודה מאלומיניום.
תעד את כמות הקרח שנמסה באמצעות גליל מדורג או יתרה.

2. מודל פרמטר גושי

החל מהפחית בטמפרטורת החדר, בצע ~ 4 ריצות בודדות באמצעות ספין וצמרמורת. כל אחד צריך לרוץ אחרון ~ 2 דקות בסל"ד קבוע (למשל, 500).
תיעד את הטמפרטורה הסופית של המים בתוך הפחית לאחר כל ריצה.
לאחר מכן, הפעל את ספין וצ'יל ברצף שלוש פעמים החל עם פחית חמה. בצע מספר סביר של שכפולים לניסוי ספין וצ'יל הרציף. זה צריך לרוץ ~ 2 דקות בסל"ד קבוע (למשל, 500).
תיעדו את כמות הקרח המומסת ואת הטמפרטורה הסופית לאחר כל ריצה. היזהר כאשר אתה פותח את הפחית - זה יכול או לא יכול להקציף אם משקה מוגז משמש.
חזור על הפעולה לפי הרצון כדי לבדוק את ההשפעה של פרמטרי ספין-ו-צ'יל. לדוגמה, שנה את הסל"ד של ההפעלה בזמני ספין קבועים או שנה את זמני הסיבוב בסל"ד קבוע.

PLAYLIST

Loading...

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved