3221

при трех режимах работы компрессора. В нижней части графиков нанесена кривая потерь в стали, определенная по проведенным ранее опытам. Это — квадратичная парабола, одинаковая во всех случаях. Там же нанесены кривые потерь в меди, в обмотке ротора и суммарных электрических потерь (эти кривые имеют отчетливый минимум при низких напряжениях в связи с большим влиянием потерь в стали). Зная разность потребляемой мощности Ng и потерь в электродвигателе Nп.эд. определяем сумму индикаторной мощности и потерь трения в условиях установившегося режима при 220 В. Прибавляя эту величину к потерям в электродвигателе Nп.эд. найденным указанным выше способом, находим расчетным путем зависимость потребляемой мощности Ng от напряжения. График показывает вполне удовлетворительное совпадение расчетных и опытных точек.

4. ТЕПЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Методика тепловых испытаний холодильных агрегатов близка к изложенной выше методике испытаний малых компрессоров.

Условия испытаний компрессоров и агрегатов совпадают в том отношении, что их характеристики обычно определяют при одинаковых параметрах всасываемого фреона—давлении и температуре перед всасывающим патрубком компрессора. Но компрессор испытывают при заданном давлении нагнетания (температуре конденсации), тогда как агрегат — при заданных параметрах окружающей среды (температуры и условий движения воздуха

138

После окончания опытов следует проверить производительность компрессора.

Всхему стенда для испытания малых холодильных агрегатов

своздушным охлаждением (рис. 8) входят калориметр с вторичным холодильным агентом и другие элементы, использованные в стенде для испытания малых холодильных компрессоров (см. рис. 4). Агрегат устанавливают в камере, оборудованной электрическими нагревателями и вентиляторами. Нагреватели включаются и выключаются контактными термометрами, расположенными перед конденсатором. В стенах камеры, покрытых тепловой изоляцией, сделаны застекленные окна.

Для измерения скорости воздуха перед конденсатором до испытания агрегата устанавливают входной коллектор, обеспечивающий выравнивание потока воздуха. Каждую сторону коллектора делят на три части и скорость воздуха измеряют крыльчатым анемометром в 9 точках. Число оборотов вентилятора определяют строботахометром.

Холодопроизводительность агрегата определяют по уравнению

(44)

где iагр1- энтальпия фреона перед агрегатом,равная iкм1; iагр2 - энтальпия жидкого фреона у выхода из агрегата.

В отличие от величины iu в уравнении (9), величина tarp2 является не расчетной, как при испытаниях компрессора, а найденной из опыта.

Массовую производительность агрегата Ga.кл находят по уравнению (25). Точность определения выше, чем точность определения массовой производительности по характеристике компрессора, поэтому производительность агрегата принимают равной Gа.клПогрешность измерения

(45)

составляет в среднем 0,02—0,04 и не более 0,08 (по ГОСТ

13370—67).

140

Испытания должны проводиться в объеме, достаточном для построения полных характеристик агрегата, обычно в 12—15 режимах, в том числе обязательно при следующих условиях (табл.

1).

Таблица 1

Стенд для испытания агрегатов с водяным конденсатором принципиально не отличается от стенда для испытания компрессоров (см. рис. 4). В основном совпадают и методики проведения опытов. Разница состоит в следующем:

водяной конденсатор не покрывают тепловой изоляцией; в случае необходимости для подачи охлаждающей воды

используют специальный насос; наряду с нагревателем воды обязателен охладитель;

температура переохлаждения определяется не расчетным, а опытным путем.

Таблица 2

141

Компрессор или агрегат устанавливают на массивном виброизолированном фундаменте (масса его должна быть в 10 раз больше массы испытываемого объекта) и соединяют гибкими шлангами со стендом, который находится за пределами заглушенной камеры. Компрессор располагают на жесткой измерительной платформе на штатных (входящих в комплект поставки) виброизоляторах (в качестве платформы можно использовать раму агрегата). Платформу устанавливают на четырех стендовых амортизаторах, которые при этом должны переместиться не более чзм на половину своей высоты, но не менее чем на 2 мм.

При измерении вибраций в вертикальном направлении датчики устанавливают на измерительной платформе вблизи точек крепления компрессора, при измерении вибраций в горизонтальном направлении—на торцовых сторонах платформы. Масса вибродатчика не должна превышать 0,05 массы компрессора с платформой или агрегата. Аппаратура должна обеспечить измерение вибраций в зоне частот от 50 до 10 000 Гц с погрешностью не более +20% во всем диапазоне частот.

Помехи в точках измерения шума должны быть на 10 дБА, а вибраций на 10 дБ ниже измеренных значений во всем диапазоне частот.

Акустические характеристики измеряют при работе компрессоров и агрегатов в установившемся номинальном режиме. Показания приборов записывают через каждые 20 мин. При подсчете результатов определяют среднее арифметическое четырех последовательных показаний приборов. Шум компрессоров бытовых холодильников обязательно определяют также при пуске.

Это необходимо и при испытаниях компрессоров больших размеров с внутренними виброизоляторами.

143

ТЕМА 3

ИСПАРИТЕЛИ

Содержание

1.Теплопередача в теплообменных аппаратах

2.Испарители

2.1.Испарители для охлаждения воздуха. 2.2 Испарители для охлаждения жидкостей.

2.3.Расчет испарителей.

1.ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В ТЕПЛООБМЕННЫХ

АППАРАТАХ

Простейшим теплообменным аппаратом может служить трубка (рис. 1,а ), внутри которой проходит жидкость или газ с температурой tв, отличной от температуры наружной среды tн. При tн > tв теплоприток от среды идет к трубке. Количество теплоты Q, переданной через трубку площадью наружной поверхности F,

Q = kF t.

где k — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2- К); t — средняя разность температур между средами, °С.

Величину, обратную k (т. е. 1/k), называют тепловым сопротивлением R. Общее сопротивление равно сумме сопротивлений: при теплоотдаче от наружной среды к трубке (1/ )> через трубку ( тр/ тр); от трубки к внутренней среде (1/ п), а при наличии дополнительных сопротивлений (например, при нарастании на трубке слоя водяного пшня, различных загрязнений, инея, льда) — i/ I:

144

где н и в — коэффициенты теплоотдачи соответственно со стороны наружной и внутренней поверхности, Вт/(м2- К); тр и i

— толщина соответственно трубки и отдельных слоев загрязняющих осадков, тр — коэффициенты теплопроводности соответственно металла трубки и различных осадков, Вт/(м- К).

Значения коэффициентов теплопроводности некоторых веществ приведены в таблице 1.

Значения коэффициентов теплоотдачи больше всего зависят от среды: со стороны жидкости более чем в сто раз выше, чем со стороны газа. Большое влияние оказывает скорость движения

1,6—12 Вт/(м2-К), а при вынужденном движении (с вентилятором)

= 20—60 Вт/(м2-К)

Если коэффициенты теплоотдачи с двух сторон теплопередающей поверхности существенно различаются, то решающее влияние на значение общего коэффициента теплопередачи оказывает меньший коэффициент теплоотдачи. Оребрение трубок со стороны меньшего увеличивает значение k, отнесенное к неоребренной поверхности. Такое оребрение позволяет уменьшить длину труб, расход металла и габаритные размеры аппаратов.

Площадь наружной поверхности оребренных трубок (рис1, б) определяют как суммарную площадь поверхности гладких трубок и удвоенной поверхности всех ребер.

Существенно повысить коэффициент теплопередачи можно путем увеличения скорости движения омываемой среды, особенно со стороны более низких значений . В аппаратах для охлаждения воздуха (см. рис. 1. б) с этой целью ставят вентиляторы. Значение k при этом увеличивается в 4—5 раз. В кожухотрубных аппаратах (рис. 1. б), например, в испарителях, делают перегородки в крышках, увеличивая число ходов хладоносителя и

145

соответственно уменьшая площадь проходного сечения. При двух перегородках в левой крышке получаем четыре хода, т. е. скорость увеличивается в четыре раза.

Рис. 1. Схемы теплообменны:х аппаратов:

а — змеевиковый; б — змеевиковый с оребрением и принудительной. циркуляцией воздуха; в — кожухотрубный

Средняя разность температур t при переменных значениях температур внутри аппарата и снаружи равна:

t = ( t1 - t2) / 2,3 lg ( t1/ t2),

где t1 = tв1 – tн1 – разность температур между средами на входе в аппарат, t2 = tв2 – tн2 – на выходе.

Графически (рис. 2) среднюю линию переменной температуры (например, tв) надо провести так, чтобы заштрихованная площадь А (над средней прямой) и площадь Б (под средней прямой) были равны.

146