книги из ГПНТБ / Добровольский А.П. Теплотехнические испытания судовых холодильных установок
.pdfА.П.Добровол ьский
І |
„ |
< _ - |
- |
СУД О ВЫ Х
холодильных
УСТАН О ВО К
I
*V?
• *‘л-ч
■'S
?
V
f
'-л-ѵ/ 5*
А. П. Добровольский
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ
ИСПЫТАНИЯ
СУДОВЫХ
ХОЛОДИЛЬНЫХ
УСТАНОВОК
Второе издание, переработанное и дополненное
□
■—
Издательство „Судостроение“ Ленинград
-"'Л■; 1974
I
УДК 6 2 1 .5 7 .0 0 1 .4 : 629 .12
Д56
, v
W - /e J P t
\
Книга является вторым, дополненным и переработанным, изданием книги того же автора «Теплотехнические испытания судовых холодильных установок», выпущенной в 1965 г. В ней рассмотрены методы проведения испытаний судовых холодильных машин и установок компрессорного типа. Приведено описание приборов, применяемых при теплотехнических испы таниях, даны указания по их выбору, способу установки, точности измере ния расхода и отдельных параметров холодильного агента, хладоносителя и воздуха. Изложены основные теоретические положения, необходимые для составления теплового баланса холодильных машин. Значительное внимание уделено вопросам испытания тепловой изоляции охлаждаемых помещений, а также испытаниям технологического оборудования.
При работе над книгой автором учтены самые последние требования различных классификационных обществ и других организаций.
Как первое, так и второе издания являются работами, в которых впер вые сделана попытка обобщить опыт проведения теплотехнических испыта ний судовых холодильных машин и установок.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, зани мающихся испытаниями судовых холодильных установок. Она может быть полезна специалистам при испытании стационарных установок, а также студентам судостроительных и других высших учебных заведений, где изу чают специальный курс холодильных машин.
Книга снабжена приложениями в виде таблиц и диаграмм, необходи мых при проведении испытаний и обработке результатов наблюдений.
Илл. 138. Табл. 35. Прилож. 36. Указат. литерат. 62 назв.
Рецензенты: д. т. н. проф. А. Г. Ткачев, инж. В. И. Гурвич
© Издательство «Судостроение», 1974 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Предлагаемая вниманию читателей книга яв ляется вторым изданием выпущенной в 1965 г. книги «Теплотехнические испытания судовых холодильных установок», в которой была сделана первая попытка составить руководство для специалистов, занимаю щихся вопросами испытаний судового холодильного оборудования на заводах-изготовителях и на судах. По просьбе многих организаций первое издание было дополнено справочным пособием «Таблицы и диа граммы рабочих тел, применяемых в судовых холо дильных установках», выпущенным в 1966 г.
Необходимость второго издания книги на базе двух ранее изданных обсуждалась и была подтвер ждена читателями на расширенном заседании НТО судостроительной промышленности и организаций, занимающихся вопросами судовой холодильной тех ники. При подготовке второго издания автор учел пожелания участников этой конференции, замечания, указанные в отзывах организаций и рецензиях, опубликованных в периодической печати, а также замечания отдельных читателей.
Структура книги при ее втором издании в целом сохранена. Дополнены и расширены некоторые во просы развития и внедрения холода на судах. В част ности, в связи со взятием под надзор Регистра СССР 1 холодильных установок на судах флота рыбной про
мышленности |
возникла |
необходимость |
включения |
главы XI, посвященной теплотехническим испыта |
|||
ниям технологического |
оборудования, |
связанного |
|
с охлаждением и замораживанием груза. |
|
||
Расширена |
глава об испытаниях судовой изоля |
||
ции. Количество примеров проведенных испытаний также увеличено, так как, по отзывам читателей, такие примеры в первом издании значительно облег*
Для сокращения в дальнейшем именуемый Регистром,
3
чили составление программ и методик проведения испытаний на судах.
При написании книги наряду с литературными источниками были использованы материалы различ ных организаций: Регистра и других классификацион ных обществ, Всесоюзного научно-исследовательско го холодильного института (ВНИХИ), Всесоюзного научно-исследовательского института холодильного машиностроения (ВНИИхолодмаш), Центрального научно-исследовательского института морского флота (ЦНИИМФ), Ленинградского кораблестроительного института (ЛКИ), заводов холодильного машино строения, проектного института Гипрорыбфлот и дру гих организаций, которым автор выражает благодар ность за содействие в работе над книгой.
Отзывы о книге и пожелания просьба направлять по адресу: 191065, Ленинград, Гоголя, 8, издательство «Судостроение».
I
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПАРОВЫХ КОМПРЕССОРНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН
§1. ПОНЯТИЕ ОБ ОБРАТНОМ ЦИКЛЕ
ИХОЛОДИЛЬНОМ КОЭФФИЦИЕНТЕ. ТЕПЛОВЫЕ ДИАГРАММЫ
Поддержание в каком-либо помещении судна температуры, более низкой, чем температура окружающей среды, требует непре рывного отвода тепла из этого помещения и передачи его окружа ющей среде. Такой переход от менее нагретого тела к более нагре тому согласно второму закону термодинамики возможен при условии осуществления обратного-кругового процесса (цикла), сопровождае мого затратой энергии.
Обратный круговой процесс в координатах s, Т изображен на рис. 1. Количество тепла q0, подведенного к рабочему телу (холо дильному агенту) или отведенного от охлаждаемого объекта, иначе
говоря, количество полученного |
холода определится площадью |
Ь— 1— 2—3—а. Количество тепла |
q, отведенного от холодильного |
агента или подведенного к телу, имеющему более высокую темпе ратуру, определится площадью а—3— 4—1— Ь. Разность между количествами отведенного и подведенного -тепла есть работа AI, затраченная для совершения цикла; выраженная в тепловых едини цах, работа представляется площадью 1— 2— 3—4.
Таким образом, тепловой |
баланс |
обратного цикла |
4 = |
<7о + |
AI. |
В отличие от прямых циклов, экономичность которых опреде ляется термическим коэффициентом полезного действия, энергети ческая экономичность обратных холодильных циклов характери зуется холодильным коэффициентом е, представляющим собой отно шение количества тепла, отведенного от охлаждаемого тела, к затра ченной в цикле работе
р _ _ _£о_ _ _ |
<7о |
|
|
|
A l |
q — <7о |
‘ |
|
|
Рассмотрим обратный цикл |
Карно 1—2—3— 4 (рис. |
2). Процесс |
||
4— 1 — изотермический подвод |
тепла от |
охлаждаемого |
тела к хо |
|
лодильному агенту при температуре Т 0, процесс 1— 2 — адиабатное сжатие в компрессоре, процесс 2— 3 — изотермический отвод тепла от холодильного агента в окружающую среду при температуре Т и, наконец, процесс 3— 4 — адиабатное расширение в расширитель ном цилиндре. Таким образом, количество подведенного к рабочему
5
телу и отведенного от него в цикле тепла выразится уравнениями
qо |
= пл. Ь—4—1— а = Т 0 {sa — sb); |
q — пл. а—2—3— b = Г (sa — sb), . |
|
а работа цикла — зависимостью |
|
At = q — q0 |
= пл. 1— 2—3— 4 = (Т — Т 0) (sa — sb). |
Очевидно, что холодильный коэффициент цикла Карно будет равен
е = Т - Т 0
т |
|
|
|
|
Т |
J |
t 4 |
, Ѵ |
|
|
j' |
|
||
|
і У , |
|||
|
|
|||
'0 |
|
J |
т |
|
** |
- ^ Г г г / А |
|||
т |
1 |
|||
|
ч |
1 Ча |
||
|
|
|
||
|
|
о |
Рис. 1. Обратный круговой |
процесс |
Рис. 2. Обратный цикл Карно в коорди- |
в координатах s, Т. |
|
натах s, Т. |
Из выражения для холодильного коэффициента обратного цикла Карно видно, что его значение будет тем выше, чем меньше разность температур Г — Т 0 в пределе, когда Т = Т 0, в = оо.
Значение холодильного коэффициента действительных циклов холодильной машины и степень отклонения их от цикла Карно зави сят от многих факторов, связанных в основном с необратимыми по терями, к которым в первую очередь следует отнести потери, вызы ваемые конечной разностью температур при теплообмене с внешними источниками тепла. В самом деле,- если температуры внешних источ
ников тепла для цикла |
1—2—3— 4 |
считать равными Го > Г0 |
и Т' < Г, то при условии |
нового цикла |
Г —2'—3'—4' относительно |
этих внешних источников работа ранее рассмотренного цикла, как это показано на рис. 2, больше на величину заштрихованных пло щадей. Это вызвано увеличением отведенного и уменьшением подве денного в циклах тепла. Очевидно; что с увеличением разности тем ператур между внешними источниками тепла и температурой холо дильного агента внешние необратимые потери возрастают.
На степень обратимости влияют также внутренние потери, вели чина которых зависит от свойства холодильного агента и темпера турных условий работы холодильной машины. Основные внутренние потери возникают рсдедстеие процесса дросселирования, вводимого