Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

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

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

14.06 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2526 / 3626 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 > Следующая >>>

Сводная характеристика работы компрессора 22 ФУУМН 90-1 по результатам испытаний комиссии (С = 2,18%) приведена в табл. 29. В этой же таблице (в знаменателе) указаны значения, полученные при заводских испытаниях компрессора с относительной величиной вред ного пространства С = 3,1%.

Интересно сопоставить результаты испытаний компрессора с раз личной относительной величиной вредного пространства.

На рис. 129 приведены графики, характеризующие коэффициенты подачи компрессора, при различных значениях относительной вели чины вредного пространства в зависимости от степени сжатия. Как видно из графиков, уменьшение относительной величины вредного пространства положительно сказывается при отношении давле ний о >• 8.

В целом испытания показали возможность создания одноступен чатых холодильных компрессоров для получения температур ки

пения	і 0 = —40ч— 45° С при степени сжатия, достигающей а =
=-- 16,	при этом температура конца сжатия лежит в допустимых пре
делах.

XIV. ПРИМЕРЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК НА СУДАХ

§ 60. ИСПЫТАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ МАЛОГО

РЕФРИЖЕРАТОРНОГО СУДНА ПТС-150

Испытание холодильного оборудования на приемно-транс портном судне ПТС-150 было проведено после длительного перерыва в постройке и испытаниях рефрижераторных судов. Подобные испы тания холодильного оборудования мелких судов раньше не осуще ствлялись. Поэтому представлялось интересным испытать холо дильное оборудование рефрижератора, имеющего минимальную по лезную грузоподъемность 15— 17 т. Испытания проводились ЛКИ (в Астрахани в августе 1956 г. на одном из первых построенных судов серии) по договору с Гипрорыбфлотом. Они были положены в основу разработки методики испытаний, проводимых в дальнейшем этой организацией.

Особенность испытаний состояла в определении холодопроизвО’ дительности по тепловой нагрузке конденсатора,

2 П

Цель испытаний:

1) установление производительности холодильного оборудования

на одном из серийных судов;		низкой температуры в трюмах;
2)	достижение возможно более
3)	определение времени охлаждения и отепления трюмов.
Краткие сведения о судне и		холодильной установке. Суда

ПТС-150 — морские самоходные рефрижераторные со стальным цель носварным корпусом, однопалубные, с кормовым расположением моторного отделения и рубки, строятся на класс Регистра СССР. Мощность главного двигателя 150 л. с.

Главные размерения судна, м
Длина наибольшая.............................................................. ...	. . . 26,4
Длина между перпендикулярами...................................................	24
Ширина наибольшая ......................................................................	5
Высота борта на м и д е л е ..................................................................	2,5
Осадка на миделе (порожнем) ..........................................	1,27

Судно имеет два охлаждаемых грузовых трюма, расположенных в носовой части и предназначенных для перевозки в ящиках охла жденной рыбы, пересыпанной льдом. Система охлаждения — рас сольная. Трюм № 1 имеет полезный объем 32,1 м3, а трюм № 2 — 34,3 м3. Проектная температура в трюмах — в пределах от 0° С до —2° С. Расчетами установлена вместимость обоих трюмов: от 15 до

17,1 т рыбы.

В качестве изоляционного материала применен экспанзит. Тер мические свойства отдельных изоляционных конструкций харак теризуются расчетными коэффициентами теплопередачи:

		Ограждение	Коэффициент
		Ограждение	теплопередачи,
			к к а л /( м 2*ч-°С)
Изоляция борта........................................................................			0,79
»	подволоки	.............................................................	0,69
»	переборки 32 шп................................................		0,71
»	»	15 шп................................................	0,78
»	настила	..................................................................	0,70
»	промежуточнойпереборки .................................		0,49

Расчет коэффициентов теплопередачи произведен по методу кру говых потоков тепла при принятых коэффициентах теплопровод ности: для экспанзита >іиз = 0,05; для дерева Хд = 0,15 ккал/(м-ч-°С).

Оба трюма оборудованы рассольными гладкотрубными и оребрен ными батареями. Оребренные батареи расположены вдоль бортов, гладкотрубные —■на переборках и под подволокой. Батареи изго товлены из стальных бесшовных труб диаметром 57 X 3 мм. Оребрение батарей представляет собой квадратные ребра размером 120 X X 120 мм толщиной 0,8— 1,0 мм с шагом 20 мм. Суммарная поверх ность охлаждения батарей в обоих трюмах составляет 206 м2.

Холодильная машина изготовлена Одесским заводом холодиль ного машиностроения. Холодильным агентом является фреон-12.

Установка включает в себя;

1. Компрессорно-конденсаторный агрегат в морском исполнении марки МАК 2ФВ-15 в состав которого входят:

а) вертикальный прямоточный компрессор		марки 2ФВ-10 с чис
лом цилиндров	і — 2, диаметром цилиндра	D = 100 мм, ходом
поршня S = 80	мм и частотой вращения п = 960 об/мин; согласно

ВТУ на поставку агрегата холодопроизводительность компрессора при п = 920 об/мин, t 0 = —20° С и /к = 35° С составляет Q0 —

=10 000 ккал/ч;

б) горизонтальный кожухотрубный конденсатор марки МКТР-9

споверхностью охлаждения 9 м2;

в) лопастной насос охлаждающей забортной воды марки 1 ВС-3 производительностью 3,6 м3/ч при напоре 21 м вод. ст. и частоте вра щения 2020 об/мин;

г) электродвигатель, приводящий в действие через клиноремен ную передачу компрессор и насос марки ПН-68 мощностью 10 квт

счастотой вращения 2400 об/мин.

2.Горизонтальный кожухотрубный испаритель марки МИТР-12

споверхностью охлаждения 12 м2.

3.Регулирующую станцию автоматического управления с при борами автоматики марки ФРС-20.

4.Теплообменник марки ТФ-40.

5.Рассольный вихревой насос марки 1,5В-1,3 производитель ностью 6 м3/ч при напоре 20 м вод. ст. Насос непосредственно со

единен с электродвигателем типа ПН-17,5 мощностью 1,75 квт и частотой вращения 1450 об/мин.

Все перечисленное оборудование расположено в главном машин ном отделении у носовой переборки. Принципиальная схема фреоно вых трубопроводов показана на рис. 130. Работа установки частично автоматизирована. Средняя заданная температура в трюмах под держивалась периодическим выключением компрессорного агрегата. Включение компрессора осуществлялось вручную по звуковому сиг налу.

Условия проведения испытаний. Сроки сдачи судна заказчику и производственные условия не позволяли перемонтировать рассоль ные изолированные трубопроводы и установить диафрагму или мер ный бак для измерения расхода рассола. Поэтому холодопроизво дительность определяли по тепловой нагрузке конденсатора. Для этого измеряли расход воды, ее температуру на входе в конденсатор и выходе из него, а также все необходимые для составления тепло вого баланса температуры и давления фреона. Расход охлаждающей воды определяли по времени заполнения мерного бака емкостью 0,8 м3. Кроме того, измеряли плотность и температуру рассола, тем пературы в охлаждаемых помещениях и помещениях, смежных с ними (за носовой переборкой трюма № 1 — кубрик, за кормовой пере боркой трюма № 2 — машинное отделение).

Измерения производили через каждый час в течение всего вре мени испытаний. За период поддержания постоянной температуры в трюмах фиксировали время пуска и остановки компрессорного агрегата.

254

Рис. 130. Принципиаль ная схема фреоновых трубопроводов холодиль ной установки ПТС-150:

1 — жидкостный фреоновый фильтр; 2 — компрессорный агрегат; 3 — угловой фрео новый фильтр; 4 — регули рующая станция; 5 — тепло обменник; 6—рассольный на сос; 7—рассольный фильтр;

8 — испаритель.

сл

Перед началом основных испытаний была произведена пробная работа холодильной установки, записаны предварительные пока зания и осуществлена наладка и регулировка приборов автоматики и сигнализации, благодаря чему колебания температуры в трюмах не превышали ±1° С от заданного среднего значения.

Испытание установки при поддержании спецификационной темпе ратуры в трюмах. 15 августа в 11 ч 15 мин после дозарядки системы

t;c

Рис. 131. График изменения температур при испытании холодиль ной установки ПТС-50.

1 — температура рассола на выходе из испарителя; 2 — средняя температура в трюмах; 3 — температура наружного воздуха; 4 — температура забортной воды.

фреоном установка была приведена в действие и к 12 ч начали произ водить необходимые измерения. К 17 ч температура в трюмах до стигла расчетной, после чего перешли на поддержание в трюме спецификационных температур при автоматическом управлении в те чение 24 ч до 17 ч 16 августа. По окончании режима на поддержание расчетных температур в трюмах установку полностью выключали и вели наблюдения за повышением температуры в трюмах до 6 ч 17 августа. График изменения температур приведен на рис. 131.

Средние значения измеренных величин за период поддержания спецификационных температур в трюмах приведены ниже:

..	Средние
Измеренные величины	значения
Температура °С:	—12,8
кипения i Q .......................................................................	—12,8
конденсации /к ................................................................	34,9
перед регулирующим клапаномtu .............................	12,7
после регулирующегоклапана t 0 ..................................	—12,5

256

фреона при входе в компрессор ^ ...........................						—2,9
	»	на выходе из компрессора t2 .......................				55,7
воды при входе в конденсатор t Wi ...........................						21,86
»	на	выходе из конденсатора			tW2 .......................	24,50
Время заполнения мерного бачка т, с					...............................	50,00
Температура, °С:						—4,43
рассола		при входе в испаритель tSi .......................
	»	на выходе из испарителя			tS 2 .......................	—6,00
воздуха		в машинном отделении tM ...........................				24,16
в трюме № 1				1 ..............................................................		—1,24
»	»	№	2	L .....................................................................................		— 1,88
наружного воздуха ...................................................						19,00
за	носовой		переборкой ta, п .......................................			20,30
забортной			воды tw ..........................................................			21,25

Построение цикла в диаграмме s, Т показано на рис. 132. На этом же рисунке отмечены точки, определяющие параметры фреона:

Рис. 132. Построение цикла по результатам испытаний.

перед регулирующим клапаном (точка 3'), после регулирующего клапана (точка 4'), перед входом в газовый теплообменник (точка /'); положение последней точки определяли из равенства

		І\ —	І у =		Ц —	І у .
Определение теплотехнических показателей.							1. Количество тепла,
отведенного от фреона в конденсаторе, -
	QK— Qw it ^Qk~			{tw2		^wi) cfc cmDL (tK /M) =
		= 15 200 -f- 130=			15 330 ккал/ч,
где	Vw =	5,76 — расход охлаждающей воды,					м3/ч;
	cw = 1 — теплоемкость			воды,		ккал/(кг-°С);
	yw=	1000— удельный	вес	охлаждающей			воды, кгс/м3;
17	А . П .	Добровольский					257

		tWl — температура воды на входе в конденсатор, ÖC;
	а =	tW — температура воды на выходе из конденсатора, °С;
		10 — коэффициент		теплоотдачи от корпуса конден
		сатора к воздуху, ккал/(м2-ч-°С);
	D — 0,32 — диаметр корпуса конденсатора,				м;
	L =	1,2 — длина	корпуса конденсатора,		м;
		tK— температура		конденсации, °С;
2.		tM— температура		воздуха в машинном отделении, °С.
	Количество тепла,		отведенного в конденсаторе от 1 кг фреона,
		qK= г2 — і3 = 144— 108 = 36,0 ккал/кг.
3.	Количество фреона, циркулирующего в системе,
		G =		=— = 428 кг/ч.
		<?к		36
4. Удельная холодопроизводительность 1 кг					фреона
	q0 =	і г — г4 = іу — ц> = 137 — 108 = 29 ккал/кг.
5. Холодопроизводительность компрессора в условиях испыта
ния		Q0 = Gq0	428-29 = 12 450 ккал/ч.

6. Удельная тепловая нагрузка теплопередающей поверхности конденсатора

qpK= = -1-5g2— = 1690 ккал/(м2-ч).

7. Удельная тепловая нагрузка теплопередающей поверхности испарителя

qF — Q°H~AQoi=		12 450-60 _ 1032 Ккал/(м2-ч),
и	jpи	12
где AQo, =	60 — потери холода во всасывающем фреоновом трубо
	проводе и через корпус испарителя, определенные
	расчетным путем, ккал/ч.

8. Определение удельной тепловой нагрузки на рассольные ба тареи.

Количество тепла, полученного батареями, принимали равным количеству - холода, поданного в трюмы Q0ip- Последнее значение

принимали равным количеству холода, выработанного компрессором за вычетом AQ0l = 60 ккал/ч — потерь холода через корпус испари

теля и во всасывающем фреоновом трубопроводе, AQ0a = = 190 ккал/ч — потерь в рассольных трубопроводах (определенных расчетом) и AQo3 = 1030 ккал/ч — потерь в рассольном насосе (принятых по проекту). За период испытания для поддержания рас четных температур в трюмах в течение суток компрессор работал

10,7 ч. Таким образом, суточное	количество	холода, поданного
в трюмы,
Qlll = 10,7 (Qo - AQoJ -	24 (AQ^ +	AQoJ =

= 10,7 (12 450 — 60) — 24(190+ 1030) = 103 250 ккал/сут.

258

Среднечасовое количество холода, поданного в трюмы,

п	осут		103 250	, ОЛП	,
п	ѵотр		103 250	, ОЛП	,
Q°TP =	~ 2 Г	=	24	= 4300	ккал/ч-
Средний удельный теплосъем батарей
	^°тр	4300		ппл	// 2 \
4 f 6 = -	p j - =	- 2	Й6 " ==20,9ккал/(м2.ч).

На расчетном режиме средний теплосъем при разности темпера тур Д/расч = 11° С составляет 40 ккал/(м2-ч).

Как показывают результаты испытаний, тепловая нагрузка на рассольные батареи может быть увеличена вдвое, что практически обеспечит компенсацию теплопритоков в трюмы при принятых в про

екте более высоких наружных температурах.
9.	Определение отношения времени работы компрессора при рас
четной разности температур к действительному времени работы при
измеренной осредненной разности температур.
									Таблица 30
	П л о щ ад и о гр аж д аю щ и х поверхн остей						и зн ач ен и я	р а зн о с ти
				тем п ер ату р
				Площадь			Расчетная	раз	Средняя изме
Ограждающая			поверхность	Площадь			ность темпера-		ренная	разность
Ограждающая			поверхность	поверхности,			ность темпера-		ренная	разность
				м2			туР А'расч- ° С		температур
				м2			туР А'расч- ° С		ÄW	° с
									ÄW	° с
Подволока				46			47		20,6
Борт:
	надводный			20			42		20,6
	подводный			18			27		22,8
Переборка:
	носовая			11			27		21,9
	кормовая			13			42		25,7
Д н и щ е				42,5			27		22,8
В	табл.	30	приведены	площади		ограждающих			поверхностей,
а также расчетные и средние измеренные разности температур. Осред-
ненная расчетная разность				температур			= 36,2° С. Осреднен-
ная измеренная разность температур						А^исп = 22,5° С.
Время работы компрессора на поддержание спецификационной
температуры в трюмах в течение суток							составляет		тисп =	10,7 ч.
Расчетное время работы компрессора в течение суток в соответ
ствии с действующими во время испытаний требованиями Ре
гистра	СССР	трасч = 18 ч.
Отношение расчетного времени к опытному
			Трасч	18	_	1,69.
			Тисп	10,7	~~

17*

259

Отношение осредненной расчетной разности температур к опыт ной

А^расч	__	3 6 ,2	1 g l
А^исп	~	2 2 ,5	_

Таким образом,

Грасч

А /раСч

АС

Как видно, холодопроизводительность компрессора может обес

печить

подачу

холода в трюмы в

соответствии с

Правилами

Ре

гистра СССР при

значениях

раз

t°C

ности

температур,

принятых

проекте.

на

достижение

Испытание

28 \

наиболее

низкой

температуры

Л \

——

в трюмах.

Испытание по достиже

нию наиболее низкой температуры

N s___ ч7

трюмах

начали

августа

12 и

в 14 ч. Трюмы охлаждали

до

6 ч

18 августа. К этому времени тем

пература

рассола на

выходе

из

8 ц

испарителя составляла

— 16,1° С,

18Ж

го

2 8 8

на

входе — 14,6° С;

при

этом

12/ 16 20

температура

носовом

трюме

-8

достигла — 10° С,

кормовом

- 8

— 10,4° С.

мин

был

остановлен компрессор

выклю

-12

„ .1

чен рассольный насос. Измерения

повышения температуры в трюмах

-18 -Сі хл а. кЗег

-O m епле нив

продолжали

до

ч.

Графики

Рис. 133. Изменение температуры сред

изменения температуры приведены

при испытании на

достижение наибо

на рис.

133.

лее низкой температуры в трюмах:

Время

охлаждения и отепления

1 — температура рассола

на выходе

из

трюмов.

Закономерность

пониже

испарителя;

2 — средняя

температура

ния

повышения

температуры

трюмах; 3 — температура

наружного воз

духа; 4 — температура забортной воды.

в трюмах можно видеть

на графи

ках (см. рис.

131

и 133).

Втабл. 31 приведены продолжительность периодов охлаждения

иотепления в трюмах, средние значения начальной и конечной тем пературы, а также значения осредненной температуры окружающей среды за эти же периоды. Из таблицы следует, что скорость охлажде ния трюмов может вполне обеспечить их подготовку к приему

груза за время перехода на промысел.			13 до — 1,3° С при
Среднее понижение температуры трюмов от
*'н. оср =	21,2° С и от 11,9 до — 10,2° С при	оср = 21,3° С соответ
ственно составляет 2,8 и 1,4° С в час.			-2,4 до 12° С при
Среднее повышение температуры трюмов от
^н. оср	19,6° С н от — 10,2 до 9,7° С при	t9, оср = 23,7° С соотэет-

260

Таблица 31

В рем я и т е м п е р ат у р а п ери одов о х л аж д ен и я и о т еп л е н и я трю м ов

Режим	Начало	Конец
Режим	наблю	наблю
	дений	дений

	12	ч	17 ч
Охла	15/ѴІІІ		15/ѴІІІ

ждение	14	ч -	6 ч

	17/VI11		18/ѴІІІ
	17	ч	13 ч
Отеп	16/ѴІІІ		17/VIII

ление	6	ч	24 ч

	18/ѴІІІ		18/ѴІІІ

П родол	Осредненная	Средняя н а	Средняя	к о
П родол	Осредненная	чальная	нечная	тем
ж итель	наружная	температура	пература
ж итель	температура	температура	пература
ность, ч	*н. оср’ °С	в трюмах	в трюмах
	*н. оср’ °С	*нач’ °С	*кон’	С
		*нач’ °С	*кон’	С
5	21,2	13	—1,3
16	21,3	11,9	— 10,2
20	19,6	—2,4	12,0
18	23,7	— 10,2	9,7

ственно составляет 0,72 и 1,1° С в час. Такая скорость повышения температуры в трюмах лежит в пределах, полученных при испыта ниях рефрижераторных судов, находящихся в эксплуатации в те чение многих лет.

§ 61. ИСПЫТАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ЛОГГЕРА

Логгеры, построенные для Советского Союза в ГДР, исполь зуют как средние рыбопромысловые траулеры (СРТ) или транспорт ные холодильные суда (ТХС).

Испытание холодильной установки одного из серийных логгеров — «Антарктика» — постройки 1957 г. было проведено ЛКИ в рай онах, прилежащих к порту Баку, в конце июля 1958 г. Цель испы таний состояла в определении термических свойств изоляции трю мов, выполненной из нового материала — винидура, и эксплуата ционных показателей холодильной установки при работе траулера в качестве транспортного судна в южной части Каспийского моря.

Краткие сведения о судне и холодильной установке. Судно «Ан тарктика» имеет два грузовых трюма, расположенных в носовой части, с общим полезным объемом 267 м3. Толщина изоляции: по бортам и палубе 160 мм; по днищу (в среднем) 200 мм; по наружным

переборкам и на люковых крышках 140 мм;		по переборке, разделяю
щей трюмы,	40 мм (со стороны трюма №	1) и 120 мм (со стороны
трюма № 2);	по комингсам люков 100 мм. Изоляция бортов, днища
и переборок	зашита одним слоем шпунтованных досок толщиной

55 мм, изоляция подволоки — одним слоем шпунтованных досок толщиной 32 мм. Палуба имеет деревянный настил толщиной 32 мм. Трюмы оборудованы рассольными батареями, изготорДенньши из

261

<<< < Предыдущая 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2526 / 3626 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ