книги из ГПНТБ / Добровольский А.П. Теплотехнические испытания судовых холодильных установок

соответствующего времени т 2 для излучателя 5 и приемника 7. Специальное устройство непрерывно обеспечивает для каждой пары излучатель — приемник равенство продолжительности посылаемых

меньше т„2, то частота ультразвуковых колебаний ѵх первой пары будет больше частоты ѵ2 второй пары. Чем больше скорость потока, а следовательно, и расход вещества, тем больше будет разность частот Vj — ѵ2 -----ѵб (частота биений).

Таким образом, по величине разности этих частот можно судить о расходе вещества, протекающего через датчик. Измерение частоты биений ѵб осуществляется в электронном приборе 2. Сигнал, про­ порциональный частоте биений, поступает во вторичный показы­ вающий или самопишущий прибор 3, отградуированный в единицах расхода.

Ультразвуковой расходомер получает питание через блок пи­ тания 4, включенный в сеть переменного тока.

Диаметры датчиков магнитных и ультразвуковых расходомеров выбирают в соответствии с диаметром трубопровода, в котором дол­ жен быть установлен расходомер. Благодаря отсутствию подвижных деталей эти датчики надежны в работе.

Ультразвуковые расходомеры позволяют измерять расход в более широких пределах, чем при использовании других при­ боров. Кроме того, наличие местных сопротивлений до и после уль­ тразвукового прибора не влияет на точность измерений, так как

и контроль за измерениями.

§32. КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА

В лабораториях и на стендах заво­ дов для определения количества циркули­ рующего холодильного агента применяют электрические калориметры с вторичным

Рис. 74. Калориметр с вторичным холодильным агентом.

128

Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и во­ дяного пара. Так как водяной пар в воздухе находится обычно в перегретом состоянии, то к влажному воздуху с достаточной сте­ пенью точности применимы уравнение состояния для идеального

При использовании атмосферного воздуха можно считать, что его давление постоянно. Тогда для характеристики термодинами­ ческого состояния влажного воздуха достаточно иметь два пара­ метра: одним из них является температура, а другим может быть относительная влажность ср или энтальпия I.

Количество водяного пара d, содержащегося в (1 + d) кг влаж­

Если выразить влагосодержание, кг/кг, через отношение удель­

то легко установить связь между влагосодержанием и парциальными давлениями:

— 0,622— .

P — Pd

Так как влагосодержание не определяет, насколько воздух бли­ зок к состоянию насыщения, вводят величину, называемую с т е п е н ь ю н а с ы щ е н и я ф (отношение влагосодержания воздуха к влагосодержанию насыщенного воздуха при той же температуре.) Используя пре­ дыдущее выражение, получаем

ного воздуха), численно равная удельному весу водяного пара yd. Отношение абсолютной влажности к количеству влаги, насы­ щающей 1 м3 воздуха при том же значении температуры, называют

130

Следовательно,

Если в воздухе помимо пара находятся во взвешенном состоянии частицы воды в количестве и частицы льда в количестве da, то энтальпия такого воздуха определится по формуле

/ = 0,24/ + (597,3 + 0,45/) d + iwdw+ iada,

Для определения параметров (кроме удельного объема) и рас­ чета процессов, происходящих во влажном воздухе, пользуются диаграммой d, I (рис. 75). В прямоугольной системе координат хо­ рошо располагается только область тумана, поэтому диаграмма построена в косоугольной системе координат d и /, расположенных

под углом больше 90°; для удобства влагосодержание отложено на горизонтальной прямой. На Диаграмме нанесены кривые постоян­ ной относительной влажности ф, линии постоянных энтальпий / (параллельно оси абсцисс), линии постоянного влагосодержания d (пара'ллельно оси ординат) и линии

постоянных температур t. При испы­ таниях обычно измеряют температуру и относительную влажность, а по ним определяют остальные необходимые па­ раметры влажного воздуха.

Существуют два основных метода измерения влажности — психрометри­ ческий и гигрометрический.

Психрометрический метод сводится к измерению температуры воздуха сухим и влажным термометрами. Наи­ большее распространение для измерения

1 3 2

пружиной с ключом 1 для завода. Для производства измерений психрометр подвешивают на кронштейн 2. После пуска вентилятора наружный воздух засасывается в прибор, обтекает резервуары обоих термометров, проходит через воздухопровод 6 к аспи­ рационному механизму и выбрасывается последним наружу через прорези 4.

В результате обтекания резервуаров тер­ мометров наружным воздухом один из

ния относительной влажности воздуха используют психрометрические датчики с термометрами со­

противления (рис. 77). В корпусе 3 прибора размещены два малоинер­ ционных платиновых термометра сопротивления: сухой 5 и смочен­ ный 9. Там же расположен вентилятор с электродвигателем 8, обе­ спечивающий постоянную скорость движения воздуха, относитель­ ная влажность которого измеряется. Каждый из термометров закрыт металлическим колпаком для предохранения от возможных повреж­ дений, а на активную часть смоченного термометра надет батистовый чехол 10, свободный конец которого опущен в резервуар 4 датчика. В резервуар через трубку с краном 2 поступает дистиллированная вода из герметичного бака 1, смонтированного над датчиком психро­ метра. Трубка 11 нижним концом касается воды В’ резервуаре 4. В бак периодически добавляют дистиллированную воду с примесью сулемы в пропорции 1 ; 20 000 по объему. Длина воздухозабор­

1 3 3

ного трубопровода диаметром 25 мм от фильтра, состоящего из сетки с тонкой фетровой прокладкой, до датчика не должна превышать 5 м. Засасываемый воздух, пройдя фильтр, поступает в датчик, омывает вначале сухой термометр, затем термометр, покрытый смоченным батистом, и выбрасывается вентилятором наружу. За счет испарения воды с поверхности батиста уровень воды в резервуаре 4 постепенно понижается. Когда нижний конец трубки 11 обнажится, по ней прой­ дет воздух в верхнюю полость бака, из которого для восстановления равновесия в системе часть воды сольется в резервуар. Таким обра­ зом резервуар пополняется водой автоматически из бака 1.

В процессе работы необходимо следить за тем, чтобы уровень воды в баке не опускался за нижнюю отметку на водомерном стекле и периодически (через 50 ч) проверять состояние батистового чехла, очищая его от загрязнений. Подача тока к электродвигателю вен­ тилятора осуществляется через контакты 7, а присоединение лого­ метра к термометрам сопротивления — через контакты 6. Показания сухого и мокрого термометров сопротивления можно записывать самопишущим логометром. Проверку и наладку прибора произво­ дят с помощью психрометра Ассмана.

Недостатком психрометрического метода является трудность измерения относительной влажности воздуха при отрицательной температуре вследствие обмерзания смоченного батиста. Принци­ пиально это не исключает возможности измерения относительной влажности при отрицательных температурах, так как в расчетах может быть принято давление водяного пара над льдом. Однако в этом случае даже небольшая погрешность при определении пока­ заний сухого и мокрого термометров приводит к значительной ошибке величины относительной влажности воздуха. По этим причинам для определения относительной влажности воздуха при отрицатель­ ных температурах психрометрическим методом практически не поль­ зуются.

Из психрометрических приборов следует отметить еще полу­ проводниковый измеритель влажности, сконструированный Агро­ физическим институтом. Преимуществом его является малая тепловая инерция датчиков, выполненных в виде бусинковых термистров. Однако и этот прибор дает точные показания только при положитель­ ных температурах, так как при намерзании льда на шариках датчика меняются условия их обдува, и погрешность прибора, равная для положительных температур ± 1 —2% величины относительной влаж­ ности, возрастает до 8— 10%.

Гигрометрические методы измерений относительной влажности воздуха достаточно точны и при отрицательных температурах. Широко применяются с о р б ц и о н н ы е гигрометры деформа­ ционного типа, основанные на свойствах некоторых твердых ве­ ществ изменять свои линейные размеры в зависимости от относитель­ ной влажности воздуха. В качестве чувствительных элементов этих приборов используют обезжиренный человеческий волос, животные и вискозные пленки, капроновые нити, волокна некоторых сортов дерева и т. д. Такие гигрометры показывают относительную влаж­

134

Для непрерывной записи влажности воздуха служат гигрографы, отличающиеся от термографов лишь тем, что чувствительным эле­ ментом у них обычно служит пучок обезжиренных волос. Измене­ ние длины пучка волос передается системе рычагов и воспроизво­ дится на ленте-гигрограмме, обернутой

служит зеркальцем. Нижний конец стержня перед измерением погру­ жают в сосуд Дьюара I с охлаждающей жидкостью. Температуру поверхности зеркальца измеряют с помощью термопары 3. Пучок света от лампы 7 направляется на зеркальце, отражается от него и падает на фотоэлемент 5, в цепь которого включен милливольтметр. Воздух, влажность которого измеряют, подают через отверстие 8 в камеру 9. Световой поток лампы поддерживают постоянным с по­ мощью стабилизатора тока. При появлении на охлажденном зер­ кальце конденсата стрелка милливольтметра отклоняется от своего

135

положения. Измеренная в этот момент термопарой 3 температура является точкой росы.

Зная точку росы и температуру воздуха, относительную влаж­ ность последнего можно определить по диаграмме или по формуле

где pd-r — парциальное давление насыщенного пара при темпе­

ратуре точки росы tT р;

'p'd— парциональное давление насыщенного пара при темпе­ ратуре воздуха.

Для заполнения сосуда Дьюара используют легкокипящие жидкости, в частности фреон-11 и эфир, а при низких температурах воздуха — жидкий воздух или азот; в некоторых случаях приме­ няют сухой лед. Необходимость заполнения сосуда охлаждаю­ щим веществом делает описанный прибор пригодным только для пе­ риодических измерений. При измерении влажности воздуха по

еще не получивших распространения в холодильной технике; прин­ цип их работы основан на зависимости электрических свойств (сопро­ тивления, диэлектрической постоянной и т. д.) некоторых материалов от относительной влажности окружающего воздуха.

§ 34. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ХЛАДОНОСИТЕЛЯ И ЗАБОРТНОЙ ВОДЫ

Измерение удельного веса хладоносителей, обычно раство­ ров NaCl и СаС12 в воде (рассолов), производят для определения их концентрации, теплоемкости, вязкости и теплопроводности.

Величину удельного веса рассола, зависящую от концентрации и температуры, определяют либо непосредственным измерением, либо (если известна концентрация рассола) по соответствующим таблицам.

При измерении удельного веса рассола для определения его концентрации температура рассола должна быть +15° С. Концен­ трация выражается либо в весовых долях соли, содержащихся в 100 весовых долях воды, либо процентным содержанием соли в растворе. Измерение удельного веса производят при помощи стеклянного ареометра с ценой деления не более 0,002. Отсчет следует произво­ дить по нижнему краю мениска рассола, при этом ареометр не дол­ жен касаться дна и стенок сосуда, в который залит рассол.

Удельный вес рассола может быть найден также взвешиванием его определенного объема. Пробу для определения удельного веса рассола нужно брать после предварительного его перемешивания в системе рассольным циркуляционным насссом.

Следует обратить внимание на определение удельного веса и теплоемкости забортной воды, поступающей на охлаждение кон­

136

может привести к ощутимым погрешностям. В самом деле, при со­

0,95, т. е. на 5% ниже, чем для пресной воды. В то же время заводы, поставляющие холодильное оборудование, гарантируют получение

взвешиванием определенного объема воды, имеющей ту же темпера­

137