В некоторых случаях, например, при определении коэффициента подачи компрессоров, по тепловой нагрузке испарителя Qиспбрутто можно найти часовой расход холодильного агента. При этом во время испытаний необходимо обеспечивать перегрев пара, выходящего из испарителя, не менее чем на 5 — 7° С.
По балансу конденсаторов. Тепловую нагрузку конденсатора Qконд (Вт) рассчитывают по количеству холодильного агента, сконденсированного в конденсаторе, и по разности теплосодержаний агента при входе в конденсатор и выходе из него
Qконд = Ga(і2а – і1а)
Для кожухотрубных конденсаторов тепловую нагрузку можно определять по количеству тепла, воспринятому охлаждающей водой, с учетом теплообмена с окружающим воздухом
Qконд = Gвод cвод (tвод2 – t вод1) ± ΔQконд ± Qакк,
где Gвод — расход охлаждаемой воды, кг/с;
cвод —удельная теплоемкость, Дж/(кг-К);
t вод1 и tвод2— температура воды при входе в конденсатор и выходе из него, °С; измерять эти величины следует с точностью не менее 0,1° С, а их разность должна составлять не менее 3° С;
ΔQконд — количество тепла, отданное или полученное холодильным агентом через корпус конденсатора, Вт;
Qакк —тепло, аккумулированное конденсатом, Вт.
Величину ΔQконд учитывают расчетным путем по формуле
ΔQконд=αFнар(tст – t возд),
где α - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности
корпуса конденсатора к воздуху; α=9,3…11,6 Вт/(м2-К);
Fнар - наружная поверхность конденсатора, м2;
tст - температура наружной стенки конденсатора или приближенная температура среды, соприкасающейся с внутренней поверхностью кожуха, °С;
t возд – температура воздуха в помещении на расстоянии 1-2 м от конденсатора на середине его высоты, оС.
Особенности выбора приборов и методов измерения
при экспериментальном исследовании охлаждающих систем
В холодильной технике теплообмен в аппаратах, как правило, протекает при малых разностях температур во избежание повышенных энергетических затрат на выработку холода. Кроме того, для камер хранения незатаренных грузов увеличение температурного напора вызывает повышение потери продукта от усушки. В процессах сообщения тепла холодильному агенту в испарителях и отвода его в конденсаторах перепады температуры выбирают из технико-экономического анализа затрат, идущих на покрытие стоимости энергии, потребляемой на выработку холода, и стоимости аппаратов и потерь продуктов, вызываемых ухудшением качества и изменением массы груза. Для установок с конденсаторами водяного охлаждения ΔТк не превышает 5—6оС, воздушного - 10—12оС. Для охлаждающих систем непосредственного испарения ΔТ0 колеблется также в узком интервале: в камерах хранения охлажденных грузов ΔТ0=3…5оС; мороженых ΔТ0=6…оС.
В связи с этим при испытаниях систем следует обращать внимание на выбор способа измерения температуры, а также других режимных параметров, так как при небольших перепадах температур требуется большая точность замеров параметров.
При измерениях температуры в холодильной установке важно выбрать место для размещения прибора с тем, чтобы внешние факторы в наименьшей степени влияли на его показания. Это же требование относится почти ко всем внешним измеряемым параметрам установки в процессе испытаний.
Трудно измерять расход холодильного агента на стороне низкого и высокого давлений установки. При низком давлении ро жидкий холодильный агент находится в равновесном термодинамическом состоянии с паром и малейшее изменение давления или температуры нарушает равновесное состояние и изменение в соотношениях протекающих фаз. Поэтому важно также выбрать измерительные устройства для определения расхода агента, а самое главное, выполнить правила по их монтажу.
Учитывая легкое вскипание агента, расход его чаще всего определяют на паровой линии, но и в этом случае требуются дополнительные устройства для обеспечения поступления в измерительные приборы сухих насыщенных или перегретых паров агента. Здесь можно использовать для измерения расхода, как дроссельные приборы, так и электрогрелки или калориметры. В каждом отдельном случае нужно учитывать конструкцию охлаждающей системы и требуемую точность измерений.
При исследовании процессов тепло - и влагообмена в камерах холодильников возникает необходимость в установлении малых потоков влаги от продукта к воздуху камер и через теплоограждающую конструкцию камер. Для определения этих потоков необходимо знать разность парциальных давлений Δрп; обычно для расчета Δрп нужна относительная влажность и температура воздуха. Относительную влажность воздуха при низких температурах определяют с большой погрешностью по психрометрической разности температур, величина которой при низких температурах не больше 0,2—0,3°С. Замерять такие малые температурные напоры надо с большой тщательностью, используя специальные приспособления, устраняющие влияние радиационного теплообмена и местных условий теплообмена среды.
Для определения качества изоляционной конструкции и ее влияния на работу холодильной установки необходимо знать теплофизические свойства изоляции. Существуют методы, позволяющие провести исследования изоляции с разной степенью точности.
В процессе теплотехнических испытаний холодильных установок в зависимости от поставленной задачи устанавливают характеристики отдельного теплообменного аппарата либо системы в целом.
Отдельные аппараты, как правило, испытывают в лабораторных условиях. Опыты отличаются высокой точностью, требуют применения более совершенных измерительных приборов и учета возможных ошибок.
Общие характеристики охлаждающих систем определяют при испытаниях в производственных условиях. Такие опыты имеют сравнительно невысокую точность, достаточную для практических целей, их производят приборами, устройство которых отвечает назначению и условиям работы.
Измерения при испытаниях холодильных установок можно подразделить на три основные группы:
прямые — результат находится непосредственно по показаниям приборов (например, измерение температуры среды обычными термометрами или давления среды манометрами и т. д.);
косвенные — искомая величина определяется прямым измерением одной или нескольких величин, с которыми она связана соответствующими зависимостями (например, определение температуры среды термопарой и термометрами сопротивления; определение расхода с помощью дроссельных приборов и т. д.);
совокупные — ряд прямых и косвенных измерений, с помощью которых на основании определенных зависимостей, можно найти искомые величины (например, измерения, связанные с определением коэффициента теплопередачи теплообменных аппаратов, коэффициентов подачи компрессоров и т. д.).
При выборе приборов, места и способа их установки - следует учитывать назначение того или иного прибора и конкретные условия его работы. В частности, при эксплуатации и испытаниях холодильных установок нужно учитывать влияние на приборы следующих факторов: вибрации, вызываемой работой отдельных механизмов; высокой температуры в машинных отделениях; низкой температуры и повышенной влажности в охлаждаемых объектах.
Классификация контрольно-измерительных приборов.
Основное деление приборов производится по роду измеряемых величин. Условно приняты следующие наименования приборов, предназначенных для измерения:
температуры — термометры и пирометры;
давления и разрежения — манометры, тяго - и напоромеры, вакуумметры и барометры;
количества и расхода — расходомеры, счетчики количества вещества и весы;
уровня жидкости — уровнемеры и указатели уровня;
количества теплоты — тепломеры;
влажности воздуха — психрометры.
Дополнительно к основной классификации указанные приборы подразделяют на следующие группы:
по назначению — технические (рабочие), контрольные, лабораторные, образцовые и эталонные;
по характеру показаний — показывающие, самопишущие и суммирующие;
по принципу действия — механические, электрические, гидравлические, химические и др.;
по месторасположению — местные и с дистанционной передачей показаний;
по условиям работы — стационарные и переносные; по габаритам — нормальные, малогабаритные и миниатюрные.
Почти каждый измерительный прибор может быть отнесен к любой из указанных выше групп. Так, манометрический термометр может быть техническим, самопишущим, стационарным и т. д.
Технические приборы являются наиболее распространенными измерительными устройствами, применяемыми для испытаний холодильных установок и контроля их работы в промышленных условиях. Они обладают сравнительно простой и прочной конструкцией и высокой надежностью действия. Точность этих приборов, предназначенных для работы в неблагоприятных условиях (при наличии пыли, влаги, вибрации, агрессивных сред и т. п.), ниже, чем контрольных и лабораторных.
Контрольные приборы служат для точных измерений и проверки технических приборов на рабочем месте. Лабораторными приборами пользуются, как правило, при точных испытаниях аппаратов и установок в лабораториях. Для отсчета показаний этих приборов вводят поправки, определяемые опытным или расчетным путем. Эталонные и образцовые приборы служат главным образом для поверки измерительных устройств. Эталоны бывают первичными, вторичными и третичными (рабочими). Наиболее точными являются первичные эталоны. Образцовые приборы, показания которых дают действительное (наиболее достоверное) значение измеряемой величины, используют для передачи при помощи поверки и градуировки правильных значений единиц измерения от эталонов к остальным приборам. Образцовые приборы бывают I и II разрядов, устанавливаемых в зависимости от их точности и способов поверки. Приборы I разряда поверяют только по вторым или третьим эталонам, а II — по приборам I разряда.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
