Главная страница
Навигация по странице:

  • ХОЛОДИЛЬНИК — ИНЖЕНЕРНОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ, КОТОРОЕ ИЗМЕНИЛО МИР

  • Список использованных источников

    		•

    Реферат по дисциплине Введение в инженерную деятельность


    Скачать 345.55 Kb.
    НазваниеРеферат по дисциплине Введение в инженерную деятельность
    Дата20.12.2022
    Размер345.55 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаReferat_po_VvID_Kolesnikov_Maxim_Alexeevich_KTso1-8.docx
    ТипРеферат
    #855468

    Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

    Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

    «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

    (ФГАОУ ВО «ЮФУ»)

    Институт компьютерных технологий и информационной безопасности

    РЕФЕРАТ

    По дисциплине «Введение в инженерную деятельность»

    ХОЛОДИЛЬНИК — ИНЖЕНЕРНОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ, КОТОРОЕ ИЗМЕНИЛО МИР

    Выполнил

    Студент группы КТсо1-8 М. А. Колесников

    Принял

    Доцент ИКТИБ, к. т. н. А. П. Плёнкин

    Таганрог 2021

    Содержание

    1История создания холодильника 4

    1.1У истоков 4

    1.2Первые шаги 4

    1.3Прототип холодильника 5

    1.4Первый холодильник 6

    1.5Холодильник в России 7

    2Типы холодильников по принципу действия 9

    2.1Компрессионные холодильники 9

    2.2Абсорбционные холодильники 10

    2.3Термоэлектрические холодильники 11

    3Описание устройства 12

    3.1Внутренние части 12

    3.1.1Хладагент 12

    3.1.2Компрессор 12

    3.1.3Конденсатор 12

    3.1.4Расширительный клапан или капилляр 13

    3.1.5Испаритель, чиллер или морозильник 13

    3.1.6Устройство контроля температуры или термостат 13

    3.1.7Система размораживания 13

    3.2Внешние видимые части холодильника 13

    заключение 15

    Список использованных источников 16

    Современному человеку трудно представить свою жизнь без смартфонов, электричества, холодильника, и трудно вспомнить, что интернет был когда-то не повсеместным. Всё это изобретения, которые человек внес в свою жизнь для её улучшения, но так или иначе изменившие мир. Легко ли они давались?! На этот вопрос сложно дать ответ, не углубившись в историю возникновения хотя бы одного из них. Ещё одной проблемой анализа данного вопроса является то, что большинство изобретений, которые нам известны, не дошли до финальной стадии и до сих пор совершенствуются в 21 веке. В этом реферате мы рассмотрим историю возникновения одного из важных изобретений человечества – холодильник.

    На сегодняшний день данная тема актуальна, так как холодильник, это то, чем практически каждый человек пользуется ежедневно, а его усовершенствование продолжается по сей день.

    Цель данного реферата состоит в том, чтобы узнать историю возникновения холодильника и оценить вклад некоторых учёных в данное изобретение.

    Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

    1. Изучить причину возникновения изобретения;

    2. Рассмотреть историю совершенствования;

    3. Проанализировать важность изобретения.

    1. История создания холодильника

      1. У истоков


    Пользуясь тем или иным изобретением человечества, мы никогда не задумываемся, какова история его создания. Вот ты пришёл с работы, поужинал, убрал остатки еды в холодильник, но когда-то древний человек построил свой первый дом и закопал свою добычу в землю про запас. По мере того, как люди эволюционировали, к ним в голову стали приходить всё новые и новые идеи для сохранения пищи свежей. Они начали разрабатывать целый ряд решений, включая копчение, отверждение и маринование продуктов. В средние века ниши в деревянных стенах обеспечивали определенную степень прохлады для хранения продуктов, как и ручьи, пруды и ямы, вырытые в земле. Прохладный погреб был идеальным местом для того, чтобы дольше сохранять свежесть скоропортящихся продуктов. Они хранились в деревянных или глиняных контейнерах. В этих действиях мы уже можем увидеть отголоски наших современных холодильников, именно этот опыт стал использоваться людьми по всему миру и совершенствоваться.

      1. Первые шаги


    Так существует история о предпринимателе Томасе Муре, он в 19 веке организовал маленький стартап по продаже сливочного масла. Дело имело неплохой успех, за исключением того, что во время транспортировки из пасторальных сельских окраин в Вашингтон масло попросту таяло. Все могло закончиться вот так, но благодаря своей смекалке Томас нашел выход из ситуации. Концепция была простой. Он поместил жестяную камеру внутрь кедрового ящика, а затем выстлал внешнюю часть ящика кроличьим мехом, чтобы изолировать его (Рисунок 1). Когда ему нужно было перевезти масло, он заполнял пространство между деревом и внутренней жестяной камерой льдом, помещал масло в камеру и закрывал коробку. Патент 1802 года на холодильник (ящик со льдом) был выдан Томасу Муру и подписан президентом Томасом Джефферсоном.



    Рисунок 1 – Изобретение Томаса Мура

    В это же время Бенджамин Франклин, работавший с химиком Джоном Хэдли в 1758 году, экспериментировали с эффектами испарения с помощью термометра. Благодаря некоторым методам им удалось понизить температуру термометра значительно ниже нуля. Именно это в 1834 году помогло молодому изобретателю Джейкобу Перкинсу изобрести первый в мире холодильник и получить законный патент на "устройство и средство для производства льда и в охлаждение жидкостей". С 1835 года система механического охлаждения быстро охватила Америку, а затем и весь мир. Холодильная техника использовалась в основном для коммерческих предприятий, прежде чем они попали в домашнюю сферу.

      1. Прототип холодильника


    В 1856 году после успеха Перкинса шотландец Джеймс Харрисон разработал машину для производства льда с использованием аммиака и компрессора эфира. Он использовался в мясокомбинатах Джилонга, штат Виктория. Несколько лет спустя немецкий инженер Карл Пауль Готфрид Линде разработал технологии охлаждения и разделения газов. Карл Пол Готфрид Линде (более известный как Карл фон Линде) работал над разработкой новых холодильных циклов. В 1892 году исследования Линде перешли в область низкотемпературного охлаждения, а в 1894 году он начал работу над процессом сжижения воздуха. В своей более поздней карьере Линде начал работать над технологией получения чистого кислорода и азота, основанной на фракционной перегонке сжиженного воздуха. К 1910 году Фридрих сын Карла разработал двухколонный процесс Линде, варианты которого до сих пор широко используются, когда речь заходит о разделении воздуха на три основных газа: кислород, азот и аргон.

    В 1913 году Фред Вольф изобрел первый бытовой холодильник, который представлял собой коробку со льдом и механический блок. Раньше бытовые холодильники были на самом деле очень большими, и часть устройства приходилось хранить в подвале, а другое устройство для хранения холодной пищи размещалось на кухне.

      1. Первый холодильник


    В 1914 году Натаниэль Уэльс придумал более практичный холодильник с электрической системой, которая была усовершенствована в Кельвинатор (Рисунок 2).



    Рисунок 2 – Кельвинатор

    Что же такое Кельвинатор? Кельвинатор — это марка холодильников, производимых компанией Electrolux. Это также был один из первых современных холодильников, разработанных Натаниэлем Уэльсом для работы на электричестве.

    Изобретение электричества и его широкое внедрение подсказали изобретателям несколько интересных идей. Результатом работы инженеров стал первый настоящий холодильник, выпущенный в Америке. Он выглядел как огромный шкаф, обитый деревом, но работал на электричестве. Холодильное оборудование "Разное" очень быстро стало пользоваться спросом. Однако это стоило около девятисот долларов, а жидкости, использованные в работе, были высокотоксичными. Необходимо было решить проблему токсичности. И вот датский инженер Кристиан Стинструп в 1926 году создал бесшумный, безвредный и долговечный холодильник для дома. Компания General Electric в 1927 году приобрела патент на его изобретение и начала массовое производство холодильников Monitor-Top, которые наконец превзошли домашние ледники. Буквально с первых дней модель Monitor-Top стала лидером по продажам, несмотря на свою высокую стоимость.

      1. Холодильник в России


    В СССР холодильная установка появилась довольно поздно и не служила для хранения продуктов питания. Фердинанд Карре в начале 20 века изобрел холодильник, который производил лед. Устройство работало циклами, каждый из которых был рассчитан на двенадцать килограммов льда. Примечательно, что эта установка работала на дереве. В некоторых моделях имелось отделение для заливки керосина. И только за четыре года до начала Великой Отечественной войны в СССР в продажу поступил холодильник под названием ХТЗ-120, работающий на электричестве и предназначенный для хранения продуктов питания. Однако сначала Харьковский тракторный завод выпустил лишь пробную партию из 10 штук. И уже в 1940 году завод выпускает 3500 штук, но Великая Отечественная война прерывает дальнейшее производство в СССР.

    Лишь в 1950 году, на Московском заводе “Газоаппарат”, появляется новый серийный бытовой холодильник “Газоаппарат” с объёмом 45 л. На смену ему в 1954 году приходит “Север”, объём которого 65 л.

    В это же время в торговлю поступают холодильники ЗИС-Москва, которые в 1956 году выпускаются в количестве 66230 штук.

    ОАО “Айсберг”(Смоленский завод) начал свою работу в 1961 году, а в период с 1964 по 1999 год включительно предприятие запустило серии 11 моделей бытовой охлаждающей техники и выпустило более 5 миллионов холодильников и 15 тысяч морозильных камер.

    Завод ЗИЛ в 1975 году Начал производство комфортабельных холодильников под названием “ЗИЛ-63” КШ-260. Основным преимуществом было наличие опорных роликов, которые позволяли перемещать его по полу в любом направлении. Дверь данной модели можно было устанавливать так, как удобно, либо для правого открывания, либо для левого. Также было проведено усовершенствование работы компрессора, что значительно снижало шум при работе холодильника (Рисунок 3).

    В 1990 году в СССР в использовании было около 71 миллиона холодильного оборудования [1].



    Рисунок 3 – «ЗИЛ-63»

    1. Типы холодильников по принципу действия

      1. Компрессионные холодильники


    Технология, используемая в компрессионных холодильниках, максимально близка к той же технологии, которая используется в бытовых холодильниках.

    Внутренний компрессор контролирует температуру внутри устройства и позволяет настраивать эту внутреннюю температуру в соответствии с вашими предпочтениями. Это то, что позволяет многим из этих устройств работать в качестве морозильной камеры или холодильника.

    Плюсы:

    • очень эффективный;

    • точный контроль температуры;

    • работает, когда ваш автомобиль находится на одном уровне или на склоне;

    • может функционировать как холодильник или морозильник;

    • способный поддерживать более низкие внутренние температуры.

    Минусы:

    • самый дорогой тип портативного холодильника и/или охладителя;

    • питание только от 12-вольтового постоянного тока;

    • может быть немного шумно при первом включении.

    Следует отметить, что компрессионные холодильники (как и все холодильники RV) подвержены воздействию внешних температур. По мере повышения температуры снаружи устройства компрессор будет включаться чаще, чтобы поддерживать содержимое холодильника при желаемой температуре. Это одна из причин, по которой многие владельцы компрессионных холодильников покупают отдельную батарею, предназначенную только для питания холодильника.

      1. Абсорбционные холодильники


    Абсорбционные холодильники предназначены для работы от трех различных источников питания: Переменный, постоянный или пропан. Это обеспечивает дополнительное преимущество, позволяя вам выбирать наиболее доступный источник питания для поддержания вашей еды в холодном состоянии.

    Плюсы:

    • может питаться от нескольких источников;

    • работает довольно эффективно при использовании пропана.

    Минусы:

    • не будет функционировать, если ваша установка стоит на неровной поверхности;

    • нет возможности регулирования внутренней температуры;

    • охлаждение только примерно на 30 градусов ниже температуры окружающего наружного воздуха;

    • электропотребление до 10 раз больше, чем компрессорные установки;

    • требуется вентиляция при работе с пропановым газом.

    Технология абсорбции в этих агрегатах — это то, что вы также найдете во многих встроенных холодильниках, которые входят в стандартную комплектацию больших домов на колесах, туристических прицепов и седельно-сцепных устройств. Хотя их адаптивность к мощности может показаться заманчивой, в конечном итоге они не работают так же хорошо, как компрессионные холодильники.

    Кроме того, мы до сих пор не нашли абсорбционный холодильник, который был бы действительно портативным, большинство из них больше и громоздче.

    И, хотя они на самом деле функционируют довольно хорошо, когда вы используете пропан в качестве основного источника питания, вам нужно будет найти способ правильно вентилировать жилую зону, чтобы избежать отравления угарным газом.

    Основная проблема с охладителями и холодильниками, использующими абсорбционную технологию, заключается в том, что они очень чувствительны к внешним температурам. Даже лучшие модели не могут поддерживать температуру намного ниже, чем на 30 градусов ниже температуры наружного воздуха [2].

      1. Термоэлектрические холодильники


    Правда заключается в том, что термоэлектрическая технология далека от компрессионной. Хотя эти холодильники могут быть полезны для хранения скоропортящихся продуктов в течение нескольких часов, они не подходят для сохранения продуктов свежими и безопасными в течении суток.

    Плюсы:

    • подходит для кратковременного использования (например, для однодневных поездок);

    • обеспечивают возможность охлаждения и обогрева.

    Минусы:

    • не рекомендуется при температуре выше 77℉;

    • не может охлаждать и согревать одновременно;

    • требуется чрезмерное количество заряда батареи;

    • шумный при работе;

    • невозможно установить желаемую внутреннюю температуру.

    Термоэлектрические холодильники также крайне неэффективны по сравнению с компрессионными холодильниками [3].

    1. Описание устройства


    В современном мире бытовой холодильник можно найти в каждом доме для хранения продуктов, овощей, напитков и многого другого. Важные части холодильника можно разделить на две категории: внутренние и внешние.

      1. Внутренние части


    Внутренние — это части, выполняющие реальную работу холодильника. Некоторые из них расположены в задней части холодильника, другие же - внутри основного отделения холодильника.

        1. Хладагент


    Хладагент проходит через все внутренние части холодильника и выполняет охлаждающий эффект в испарителе. Он поглощает тепло от охлаждаемого вещества в охладителе или морозильнике и направляет его в атмосферу через конденсатор. Хладагент продолжает своё полное или частичное возвращение через все внутренние части холодильника в цикле.

        1. Компрессор


    Компрессор находится в задней и нижней части холодильника. Он поглощает хладагент из испарителя и выпускает его при высокой температуре и давлении. Компрессор движется за счёт электродвигателя и является энергопотребляющим устройством холодильника.

        1. Конденсатор


    Конденсатор находится в задней стенке холодильника, в виде катушки из тонкой медной трубки. Из компрессора в конденсатор поступает хладагент и охлаждается воздухом, где теряет тепло, поглощаемое им в испарителе и компрессоре. Конденсатор имеет внешний обод для увеличения теплопередачи [5].

        1. Расширительный клапан или капилляр


    Хладагент, выходящий из конденсатора, попадает в капиллярную трубку. Капилляр представляет собой тонкую медную трубку, состоящую из витков медной катушки. Когда охлаждающая жидкость проходит через капилляр, давление и температура резко падают.

        1. Испаритель, чиллер или морозильник


    Хладагент поступает в испаритель или морозильную камеру при очень низком давлении и температуре. Испаритель является теплообменником, который состоит из нескольких медных или алюминиевых трубок. Тепло охлаждаемого вещества в испарителе, поглощается хладагентом, который испаряется и попадает в компрессор. Этот цикл повторяется.

        1. Устройство контроля температуры или термостат


    Для контроля температуры внутри холодильника имеется термостат с датчиком, подключенным к испарителю. Термостат регулируется с помощью круглой кнопки внутри холодильной камеры. При достижении заданной температуры внутри холодильника термостат отключает подачу электроэнергии компрессору, компрессор выключается, а когда температура опускается ниже заданного уровня, подача электроэнергии к компрессору возобновляется [3].

        1. Система размораживания


    Благодаря системе размораживания есть возможность удалить излишки льда с внутренней поверхности холодильника. Системой размораживания можно управлять кнопкой, находящейся на термостате, или автоматическим механизмом, состоящим из таймера и нагревателя.

      1. Внешние видимые части холодильника


    Внешние части холодильника — это части, которые видны снаружи и используются для различных целей (Рисунок 4). К ним относятся:

    1. морозильная камера;

    2. корпус холодильника;

    3. дверь;

    4. передняя и задняя опора [4].



    Рисунок 4 – Внешние части холодильника

    заключение

    Одной из важнейших потребностей человека во все века была и есть - питание. Оно наравне со многими другими факторами имеет влияние на здоровье человека. Как говорил знаменитый греческий ученый Гиппократ: “Мы есть то, что мы едим”. Еда — это источник энергии, и чем качественнее и свежее она будет, тем больше пользы принесет организму. И для того, чтобы пища не портилась и не теряла свои полезные свойства изобрели холодильник. Ведь действительно, холодильник является изобретением, которое изменило мир, без него в наши дни трудно представить свою жизнь. Пока он исправно работает, человек не переживает о сохранности продуктов и готовых блюд, но стоит ему сломаться и люди вынуждены ежедневно ходить в магазин, тратить деньги и свое время на готовку.

    Таким образом, в данной работе мы рассмотрели, как холодильник перешёл от стадии металлического короба со льдом, до современного многофункционального холодильника. Это не только упростило жизнь человека, но и положительно повлияло на экономику мира в целом.

    Список использованных источников

    1. История холодильника [Электронный текст] // Журнал: «Дилетант» URL: https://diletant.media/articles/25200540/ (дата обращения: 08.11.2021).

    2. Якобсон В. Б. Малые холодильные машины. [Электронный текст] —: М: Пищевая промышленность, 1977. — 251 с. — URL: https://www.elec.ru/viewer?url=/files/2020/01/15/yakobson-vb-malye-holodilnye-mashiny_adadcfc1fbb.pdf (дата обращения: 09.11.2021).

    3. Зеликовский И. Х. Малые холодильные машины и установки. [Электронный текст] / И. Х. Зеликовский, Л. Г. Каплан — М: Пищевая промышленность, 1989. — 108 с. — URL: https://ru.calameo.com/read/00287609282d3b569e7f1 (дата обращения: 12.11.2021).

    4. Ахабадзе А. Ф. Краткая энциклопедия домашнего хозяйства [Электронный текст] / А. Ф. Ахабадзе, А. Л. Грекулова — М.: Холодильник домашний, 1976. — 1408 c. — URL: http://niv.ru/doc/encyclopedia/households-brief/articles/54/holodilnik-domashnij.htm (дата обращения: 14.11.2021).

    5. Грицай Д. И. Устройство, эксплуатация и обслуживание холодильного оборудования: [16+] / Д. И. Грицай, И. В. Капустин, В. И. Марченко, Е. В. Кулаев; Ставропольский государственный аграрный университет. – Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет (СтГАУ), 2019. – 52 с.: ил., табл., схем. – Режим доступа: по подписке. – URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=614028 (дата обращения: 15.11.2021). – Библиогр. в кн. – Текст: электронный.

    написать администратору сайта