4. Методика проведения испытаний.

При проведении лабораторной работы необходимо строго соблюдать "Правила безопасной эксплуатации аммиачных холодильных устано­вок". Так как лабораторная работа проводится на действующей холодильной установке промышленного предприятия, то строжайше запре­щаются любые действия, которые могут изменить технологический ре­жим. Изучение конструкции винтового компрессорного агрегата и снятие необходимых параметров для расчетов разрешается производить только под наблюдением преподавателя и обслуживающего персонала. Любые необдуманные действия в отношении холодильного оборудования ( нажатие какой-либо кнопки, вращение вентиля., изменение положения ручки переключателя и так далее ) могут привести к изменению тем­пературного режима в холодильных камерах и порче продуктов.

Изучение конструкции компрессорного агрегата производится на работающем или остановленном агрегате. Производится поверхностный осмотр основных элементов и узлов. Внутреннее устройство изучается на запасных элементах, по справочному материалу или по методичес­ким указаниям, Необходимо на агрегате проследить прохождение пара холодильного агента, смазочного масла и охлаждающей воды в соответствии с принципиальной схемой в методических указаниях к лабораторной работе. Разобраться в назначении некоторых неуказанных методических указаниях элементов и выявить имеющиеся несоответствия теоретической и действительных схем.

После детального изучения основных и вспомогательных элементов и всего компрессорного агрегата в целом производятся замеры показаний измерительных приборов. По манометрам, установленным на щите управления, снимаются показания избыточных давлений всасывания р_вс, нагнетания Р_Н и масла на входе в компрессор Р_м. По термо­метрам, установленным в термометровых гильзах всасывающего, нагнетательного и масляного трубопроводах, определяются температуры всасывания t_вс, нагнетания t_н и масла на входе в компрессор t_м.

Измерения показаний приборов производится не менее 3^х раз через 10-15 минут, после чего рассчитываются их средние значения. Все показания приборов заносятся в протокол испытаний (таблица 1).

Таблица 2. Показания измерительных приборов.

Параметры	1-й замер	2-й замер	3-й замер	Средние значения
Рвс.изб, кг/см2
Рн.изб, кг/см2
Рм.изб, кг/см2
tвс, оС
tн, оС
tм, оС

5. Обработка результатов испытаний.

Абсолютные давления всасывания Р_вс.абс, нагнетания Р_н.абм и масла перед компрессором Р_м.абс рассчитываются исходя из атмосферного давления в момент испытания по одной из следующих формул в зависимости от типа имеющегося барометра:

Р_абс = [ ( Р_изб*0,098) + Р_б] 10^-4, МПа,

где Р_изб – среднее значение избыточных давлений по показаниям манометра, кг/см² ( см. табл.1 ); Р_б – барометрическое атмосферное давление в момент испытания, Па ( по показаниям барометра).

Или

Р_абс = [ Р_изб + ( Р_б/760) ] 0,098, МПа,

Где Р_б – барометрическое атмосферное давление в момент испытаний, мм. рт. ст. ( по показаниям барометра). По найденным значениям абсолютных давлений к температурам в одной из термодинамических диаграмм для аммиака (S-T или h-P) строятся процессы сжатия холодильного агента в винтовом компрессоре, которые показаны на рис. 4. На рисунке процесс 1-2м – действительный процесс сжатия хладагента с маслом; процесс 1-2а – адиабатный теоретический процесс сжатия, процесс 1-2с – условный процесс сжатия сухого пара.

ПРОЦЕССЫ СЖАТИЯ В ВИНТОВОМ КОМПРЕССОРЕ

а) б)

Рис.4

а) Процессы сжатия в h-P – диаграмме

б) Процессы сжатия в S-T - диаграмме

Точка 1 характеризует состояние рабочего вещества в начале процесса сжатия. Она строится по известным значениям Р_вс.абс и

t_вс ( см табл.2). Точка 2м показывает действительное состояние паромасляной смеси на выходе ив компрессора. Она находится также по известному давлению _Рн.абс и температуре t_н. Процесс 1-2а про­текает от т.1. по линии постоянной энтропии до пересечения с изоба­рой нагнетания Р_н._абс. Точка 2с характеризует состояние пара при "сухом" сжатии в компрессоре [1]. Энтальпия пара в т. 2с находит­ся по уравнению:

h_2C = h₁ + [ ( h_2a - h₁ ) / η_i ] Дж/кг

где η_i - индикаторный КПД компрессора. Экспериментальные значе­ния η_i для компрессора ВХ З50-7 показаны на рис. 5 [2].

По известным значениям Рн.абс и h_2C на диаграмме находится точка 2с.

Параметры узловых точек цикла, необходимые для расчета, сво­дятся в табл.3

Таблица 3. Параметры хладагента в узловых точках цикла.

Параметры, Един. измер.	Номера точек цикла
	1	2м	2а	2с
Р , МПа
t , oC
h , кДж/кг
V, м3/кг

Коэффициент подачи и индикаторный КПД компрессора

Количество теплоты, подведенной к маслу в компрессоре в процессе сжатия от холодильного агента, определятся соотношением:

Q_м = G_a q_{м ,} Вт

Где q_м – удельная теплота, отводимая маслом от 1 кг. холодильного агента в компрессоре, Дж/кг.

q_м = h_2c – h_2м ,

Тогда

Q_м = G_a (h_2c – h_2м ) , Вт

С другой стороны, тоже самое количество теплоты от масла отводится в маслоотделителе холодной водой, т.е

Q_м = G_м С_м ( t_м.вх – t_м.вых) , Вт,

Где G_м – расход масла через компрессор, кгс/с ( см. табл.1 ) ;

С_м – теплоемкость масла при средней температуре в маслоохладителе, кДж/ ( кг K) ;

t_м.вх, t_м.вых – температура масла на входе и выходе их маслоотделителя соответственно, ^оС.

Температуру масла на входе в маслоотделитель с некоторой погрешностью можно принять на 2-3 ^ОС ниже температуры нагнетания, т.е :

t_м.вх = t_н – ( 2-3) , ^оС

Температура масла на выходе из маслоотделителя принимается равной температуре масла на входе в компрессор, т.е:

t_{м.вых =} t_м., ^оС

С учетом равенства теплоты, подведенной к маслу в компрессоре и отведенной от масла в маслоохладителе, можно составить уравнение теплового баланса:

G_а ( h_2c - h_2м ) = G_м С_м ( t_м.вх – t_м.вых)

Из полученного равенства легко определить действительную массовую производительность компрессора:

G_а = (G_м С_м t_м) / ( h_2c - h_2м ) , кг/ с.

Действительная объемная производительность компрессора в период испытаний равна:

V_a = G_а V₁ , м³/с .,

Где V₁ – удельный объем пара на всасывании в компрессор, м³/кг. ( см. табл.3 )

Степень регулирования производительности компрессора в момент испытаний находится по уравнению :

δ_v = [ ( V_км – V_а ) / V_км ] 100% ,

где V_км – полная объемная производительность компрессора на данном режиме работы, м³/с.

Объемная производительность компрессора определяется с учетом объемных потерь:

V_км = V_h λ_п , м³/с

Где V_h – теоретическая объемная производительность компрессора, (см. табл.1) ;

λ_п – коэффициент подачи компрессора, который определяется по графику на рис.5.

Содержание отчета по лабораторной работе.

Отчет должен включать в себя следующие пункты:

1. Название и цель лабораторной работы;

2. Принципиальную схему компрессорного агрегата;

3. Порядок работы компрессорного агрегата;

4. Протокол испытаний ( Табл.1) ;

5. Процессы сжатия в одной из диаграмм;

6. Параметры хладагента в узловых точках цикла ( Табл. 3) ;

7. Расчеты действительной объемной производительности и степень регулирования работы компрессора;

8. Вывод по лабораторной работе.

Литература:

1. Холодильные машины. Учебник для ВТУЗов./ Под ред. И.А Сакуна. – Л.: Машиностроение, 1985: - 510 с.

2. Холодильные компрессоры. Справочник / Под ред. А. В. Быкова. – М. – Колос, 1992: - 304 с.

3. Якшаров Б. П., Смирнова И. В. Справочник механика по холодильным установкам. Л.: Агропромивдат, 1989. – 312 с.