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

жидкостных манометров, а потери напора воздуха—с помощью микро­ манометров, заполненных водой или спиртом. Отбор давлений про­ изводят на подводящем и отводящем патрубках аппаратов, причем условия и способы установки присоединительных штуцеров на обоих патрубках должны быть одинаковы.

При определении удельных тепловых показателей испарителей и конденсаторов величина разности температур Ѳ определяется как средняя логарифмическая разность:

— для проточных конденсаторов — по уравнению (9);

—для проточных испарителей кожухотрубного и змеевикового типа — по уравнению (10);

—для воздухоохладителей непосредственного испарения — как средняя логарифмическая величина между температурами кипения

ивоздуха на входе в воздухоохладитель и выходе из него-

Для секционных вертикальных испарителей разность температур определяется как средняя арифметическая разность между темпера­ турой хладоносителя на выходе из испарителя tSi и температурой кипения t0.

Общие показатели работы холодильной машины. Обычно работу холодильной машины оценивают по ее холодопроизводительности

QopyTTO, отнесенной к расходу энергии,

Q брутто

^ б р у т т о о

Ам

под

Кроме того, удельную холодопроизводительность вычисляют по

Сопоставляя /СмРутт° и /Сметто, ккал/(квт-ч), можно судить о по­ терях на теплообмен, о гидравлических сопротивлениях в системе холодильного агента и т. д.

В двух приведенных равенствах в величине 2 ЛГП0Д учитывают кроме мощности, подведенной к двигателям компрессоров, мощность, подведенную к другим механизмам холодильной машины (например, в насосных схемах учитывают мощность, затраченную на работу насосов, обеспечивающих циркуляцию холодильного агента).

§ 55. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Основным показателем работы холодильной установки на судне служит удельная холодопроизводительность на единицу за­ траченной мощности:

„2 QopyTTO

220

где 2 QoPyTT° — суммарное количество холода, выработанного ком­ прессорами за весь период испытаний при устано­ вившемся режиме, ккал;

2 — суммарный расход энергии, затраченной в меха­ низмах холодильной установки за тот же период времени, включая расход энергии на механизмы, служащие для циркуляции охлаждающей воды, хладоносителя и охлаждаемого воздуха, квт-ч.

Показателем, характеризующим соответствие производительности компрессоров тепловым нагрузкам на холодильную установку, служит коэффициент рабочего времени компрессоров

®гп ’

где zK— продолжительность работы ‘ отдельных компрессоров за период испытания на поддержание спецификационных температур в охлаждаемых помещениях, ч;

z — время поддержания спецификационных температур в ох­ лаждаемых помещениях, ч;

п — число установленных компрессоров, исключая резервный. Для определения коэффициента рабочего времени фиксируют время пуска и остановки (вручную или автоматически) каждого из компрессоров, работающих на охлаждение помещений. Напомним, что при испытании установки на присвоение ей класса Регистра (длительность испытания, не менее 24 ч) должна быть проверена работа резервных компрессоров и другого резервного оборудования отключением отдельных элементов основного оборудования и вклю­ чением соответствующего резервного. Резервное оборудование должно

проработать при этом не менее 10—12 ч.

Если в составе холодильной установки имеются приборы автома­ тического управления и регулирования, испытание ведется при непрерывно действующих автоматических приборах в течение 18—■ 20 ч; остальное время установка работает на ручном управлении.

При испытаниях определяют удельные характеристики местных приборов охлаждения и воздухоохладителей. Показателями работы этих приборов, как и других теплообменных аппаратов, являются в первую очередь удельный теплосъем и коэффициент теплопередачи. Обычно их определяют при испытаниях холодильных установок на судне и, реже, в составе холодильной машины на стенде (воздухо­ охладители и батареи непосредственного испарения). В некоторых случаях на стендах испытывают также рассольные воздухоохлади­ тели и отдельные батареи для более точного определения их харак­ теристик.

В судовых условиях показатели работы приборов охлаждения и холодильного технологического оборудования определяют по тепло­ вой нагрузке, создаваемой теплопритоком через изоляцию охлаждае­ мых помещений, а также на основании количества тепла, отводимого ОТ охлаждаемого или замораживаемого груза. Тепловую нагрузку

221

обычно определяют по количеству выработанного машиной холода за вычетом соответствующих потерь.

Таким образом, количество холода, подведенного к охлаждающим приборам,

Если установка имеет батареи и воздухоохладители непосредствен­ ного испарения, то количество холода, отданного ими в охлаждае­ мые помещения (или другим потребителям холода), будет меньше количества холода, выработанного компрессорами, на величину 2 AQ0, равную потерям в машине и в магистральных трубопроводах, расположенных в помещениях с температурой более высокой, чем температура кипения.

Если помещения охлаждают с помощью рассольных батарей или воздухоохладителей, установленных внутри охлаждаемых по­ мещений, то тепловую нагрузку на них принимают равной

іНетто - s AQo-

В этом случае в величину £ AQ0 входят теплопритоки из окружа­ ющей среды к магистральным трубопроводам и тепло, эквивалентное работе, затрачиваемой на преодоление гидравлических сопротивле­ ний в рассольной системе.

При наиболее ответственных испытаниях величину 21 AQ0 ре­ комендуется учитывать опытным путем. Так, в случае рассольного охлаждения суммарные потери с достаточной степенью точности могут быть оценены по холодопроизводительности одного из компрес­ соров при циркуляции рассола с исключением охлаждаемых помеще­ ний. Для этого необходимо изолированным трубопроводом соединить прямой и обратный рассольные коллекторы. Дополнительные потери в магистральных трубопроводах, включая потери, эквивалентные гидравлическим сопротивлениям в них и в самих приборах охлажде­ ния, учитывают расчетом.

Оценка приборов охлаждения и теплообменных поверхностей других потребителей холода по суммарному количеству отведен­ ного от них тепла позволяет судить лишь об их осредненных пока­ зателях.

При необходимости на судне могут быть испытаны приборы охлаждения некоторых помещений, группы приборов (последова­ тельно соединенные батареи) или отдельные приборы (воздухоохла­ дители). Однако ввиду сложности организации таких испытаний в судовых условиях и значительных сроков их проведения прихо­ дится ограничиваться определением среднего значения удельного теплосъема qF.

Если потребителем холода являются грузовые охлаждаемые помещения, то их теплотехническими показателями служат отно­ шения часового количества .холода, отданного этим помещениям,

222

У

и часового количества холода, выработанного компрессорами, к по­ лезной емкости помещений:

^ ип о тр

ф Нетто

И го м

Q Ö p y rn

ф б р у тто _ _

И гом

С энергетической точки зрения эксплуатационные показатели охлаждаемых помещений оценивают величиной подведенной к ме­ ханизмам мощности, квт-ч, приходящейся на 1 м3 емкости поме­ щений,

Показатели ср и ір во многом зависят от изоляции охлаждаемых помещений.

Работу аппаратов, выполняющих технологическую обработку груза холодом, и льдогенераторов оценивают по количеству холода (ккал), затраченного на 1 т обработанного груза или полученного льда,

нетто Фо потр

Работу холодильной установки в целом или ее части, предназна­ ченной для технологических нужд, оценивают по количеству холода, выработанного компрессорами на 1 т обработанного груза или полу­ ченного льда:

^бр у тто

ѵо

Сэнергетической точки зрения холодильную установку оценивают по суммарному расходу затраченной в электродвигателях установки

итехнологического холодильного оборудования энергии на 1 т продукции:'

G

Мы рассмотрели только основные показатели работы холодиль­ ных машин и установок, позволяющие производить сопоставление различных установок. Понятно, что нельзя установить универсаль­ ные методы и способы определения этих показателей, поскольку особенности каждой холодильной установки часто требуют особого подхода к ее испытанию и определению показателей.

223

XIII. ПРИМЕРЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН НА ЗАВОДАХ-ИЗГОТОВИТЕЛЯХ

§ 56. ИСПЫТАНИЕ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО АММИАЧНОГО КО М ПРЕССО РА

В качестве примера приведем метод испытаний (осуществлен­ ный междуведомственной комиссией по специальной программе) опытно-промышленного образца аммиачного блок-картерного ком­ прессора марки АВ-100.

Цель испытаний состояла в снятии тепловых и энергетических характеристик компрессора. Попутно производили проверку рабо­ тоспособности и надежности работы компрессора в целом и его от­ дельных элементов, проверку основных деталей на износостой­ кость и определяли расход смазки-

Рис. 113. Рабочая схема стенда с паровым кольцом для испытания одноступенчатого аммиачного компрессора:

1 — теплообменник-конденсатор; 2 —- маслосборник; 3 — маслоотделитель;

224

Проектная холодопроизводителыгасть компрессора АВ-100 со­ ставляет Qo = 100 000 ккал/ч при і — —,15° С и tK= +30° С.

Компрессор имеет два цилиндра диаметром D = 150 мм при ходе поршня S — 130 ммНоминальная частота вращения вала ком­ прессора п = 960 об/мин.

Схема стенда и методика проведения испытаний. Испытание про­ водили в лаборатории завода «Компрессор» на стенде, оборудованном

ностью 55 квт при частоте вращения 980 об/мин. Мощность, подведен­ ную к электродвигателю /Ѵпод, измеряли с помощью двух ваттметров.

Процессы, протекающие в отдельных элементах парового кольца, показаны на рис. 114. Линия 1—2 — сжатие в компрессоре; 2—5 — охлаждение пара водой, циркулирующей в теплообменнике; 5—6 — дросселирование пара в РК1 или РК2 или одновременно в обоих клапанах в зависимости от требуемого режима работы; 6—1 — охла­

из ресивера в охладитель для понижения температуры пара, заса­ сываемого в компрессор.

За период испытаний компрессор проработал вхолостую в общей сложности около 12 ч, а на паровом кольце под нагрузкой — 510 ч. За это время для определения теплотехнических и энергетических показателей было установлено несколько режимов продолжитель­ ностью по 2 ч каждый при различных t0 и tK. Измерения на этих режимах производили через каждые 15 мин. Программой испыта­ ний намечались следующие режимы работы компрессора:

P o — давление кипения, принимаемое равным давлению вса­ сывания рвс, кгс/см2.

Эффективная мощность компрессора

N e ^ N п о д Л д в ’

где 1Ѵпод — мощность, подводимая к двигателю компрессора, квт; г]дв— коэффициент полезного действия двигателя, взятый по

его характеристике.

Результаты обработки наблюдений почти на всех режимах, преду­ смотренных программой испытаний, приведены в табл. 25.

На рис115 показана опытная кривая значений коэффициента подачи %в зависимости от степени сжатия о. На рис. 116, 117 и 118

229

соответственно показаны изменения холодопроизводителыюсти Q0 эффективной мощности Ne и удельной эффективной холодопроизво­ дительности Ке в зависимости от температуры кипения при tK = 30°.

Результаты испытаний подтвердили, что все показатели компрес­

§ 57. ИСПЫТАНИЕ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО АММИАЧНОГО КОМПРЕССОРА

В конце 1957 г. заводом «Компрессор» был изготовлен опыт­ ный образец компрессора ДАУ-80, являющийся первым отечествен­ ным образцом блок-картерного холодильного компрессора двухсту­ пенчатого сжатия в одном корпусеНаличие в конструкции совер­ шенно новых узлов (графитовый сальник, полосовые клапаны для аммиачного компрессора) потребовали от конструкторов длительной экспериментальной проверки и доработки.

Компрессор ДАУ-80 — аммиачный, блок-картерный, бескрейц­ копфный, прямоточный с Ѵ-образным расположением цилиндров; три цилиндра являются ступенью низкого давления, а один — ступенью высокого давления. В верхней части блок-картера имеются рубашки для охлаждения цилиндров. Диаметры и ход поршня у всех цилиндров одинаковы и соответственно равны D = 200 мм и 5 =

=150 мм. Компрессор рассчитан на работу при частоте вращения

п= 720 и 480 об/мин. Проектная холодопроизводительность компрес­

сора и эффективная мощность при t0 — —40° С, tK= 35° С и п =

230