157
3.Залить (долить) воду в водонагреватель от 8 л до 10 л (при работе уста-
новки с горячей водой и холодным воздухом).
Вариант В
2. Проверить вентили:
вентили 13,16 – должны быть закрыты вентили 14,15 – должны быть открыты
3.Открыть водопроводный кран на мойке в лаборатории и убедиться в от-
воде воды (при работе установки с холодной водой и горячим воздухом)
4.Подключить стенд к сети 380 В.
Работа установки
На установке использованы промышленно выпускаемые блоки со сле-
дующими характеристиками:
Вентиляторный блок снабжен заслонкой, что позволяет регулировать расход воздуха от 0 до 200 м3/ч.
Воздухонагреватель имеет два режима по мощности – 1 кВт и 2 кВт. При этом терморегулятор позволяет регулировать температуру воздуха от темпера-
туры окружающей среды до 80 0С.
Насос UPS 25 – 60 позволяет обеспечивать расход воды в установке от о,5
л/мин до 2 л/мин.
Водонагреватель снабжен нагревательным элементом мощностью 1,6 кВт и терморегулятором, который обеспечивает регулируемый нагрев воды от 0 до
80 0С.
Установка при помощи кранов 14 и 15 (рисунок 6.2) может быть подклю-
чена к водопроводной сети, при этом необходимо установить максимальный расход воды в умывальнике не более 3,5 л / мин.
Расход воды может регулироваться вентилями 13 и 14, а так же переклю-
чателем на насосе UPS 25 – 60 (три режима) и регистрируется на счетчике воды
12.
158
Температура по высоте насадки (рисунок 6.3) измеряется хромель – копе-
левыми (ХП) термопарами в точках Т1...Т8, температура воды на входе Т9, тем-
пература воды на выходе Т10, температура воздуха на входе Т11, температура воздуха на выходе Т12 . Кроме того, температура входящего воздуха измеряется термометром 17 (сухой термометр), температура выходящего воздуха измеря-
ется термометром 18 (сухой термометр) и термометром 19 (мокрый термометр) (рисунок 6.2).
Для слива воды из установки имеется штуцер 23.
Для уменьшения теплопотерь установлена теплоизоляция 24.
Для измерения перепада давления на насадке установлен дифференциаль-
ный манометр 25.
Лабораторная установка может работать в нескольких режимах:
а) теплообмен между нагретым воздухом и холодной водой из водопро-
водной сети на насадке скруббера;
б) теплообмен между холодным воздухом и горячей водой из водонагрева-
теля на насадке скруббера;
в) теплообмен между нагретым воздухом и нагретой водой на насадке скруббера.
Температура измеряется с помощью преобразователей термоэлектриче-
ских ТХК –1199 и регистрируется на приборе «Сосна – 002», при нажатии кла-
виши в ручном режиме или автоматически.
Установка позволяет производить исследования с помощью компьютера.
Измеренные термоизмерительным прибором показания датчиков ТХК –
1199 сохраняются в виде файла и одновременно отображаются на экране.
При проведении лабораторной работы на установке с компьютером необ-
ходимо:
при включенных установки и компьютера соединить СОМ– порт компьюте-
ра с СОМ – портом прибора «Сосна – 002» специальным кабелем;
провести подготовку установки согласно настоящей инструкции при прове-
дении лабораторной работы;
159
включить компьютер;
запустить файл: D:\ UISk \ UISk .exe;
ввести имя файла, например, лаб/Иванов.
Результаты испытаний
Рассмотрим процесс тепло – и массообмена в насадочном скруббере при
противоточном движении воздуха и воды. По условию задачи известны пара-
метры воздуха на входе (I , t , d ), расход воздуха L и охлаждающей воды Gв, а
также температура воды на входе t |
и выходе t |
. Необходимо определить тео- |
в |
в |
|
ретические параметры воздуха на выходе из скруббера, построить процесс ув-
лажнения (осушки) в I,d – диаграмме. И сравнить данные расчетные и получен-
ные в результате испытания скруббера. Результаты испытаний вносим в табли-
цу 6.1.
Обработка результатов испытаний
В уравнении теплового баланса скруббера
L I |
|
Cв |
Cв |
tв L I |
|
Gв W Cв |
tв |
(6.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
количеством влаги, сконденсировавшейся из |
воздуха, |
пренебрегаем, т.к. |
|||||||
W Gв . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для построения на I,d – диаграмме процесса сушки (увлажнения) весь ап-
парат по высоте насадки разбивается на n участков. |
|
|||
Тем |
самым весь |
перепад энтальпии I I |
разбивают на n участков; |
|
I I |
n I |
, где I |
– перепад энтальпий на каждом участке. Следователь- |
|
но, значения I |
в промежуточных секциях можно определить так: в I промежу- |
|||
точном сечении энтальпия равна I I I I , во II |
сечении I II I 2 I , в i–м |
|||
сечении |
I i I i I . |
|
|
|
160
Для каждого участка скруббера, находящегося между двумя соседними се-
чениями можно составить уравнение теплового баланса. Так, например, для участков I и II, соответственно,
LI |
|
|
|
|
|
I |
Gв с pв |
tв L I |
I |
(6.2) |
||||
Gв с pв tв |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LI I G |
в |
с |
pв |
t II |
G |
в |
с |
pв |
t I |
L I II |
(6.3) |
|||
|
|
|
|
в |
|
|
в |
|
|
|
||||
В этих уравнениях t I |
и |
t II |
- температура воды соответственно в I и II се- |
|||||||||||
в |
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чениях. Из уравнения (6.2) определяют неизвестную температуру воды tвI , зная
которую, по уравнению (6.3) находят tвII . Аналогично можно составить уравне-
ния теплового баланса для следующих участков и определить температуру во-
ды в каждом промежуточном сечении.
Процесс осушки (увлажнения) строится по ступеням на I, d – диаграмме следующим образом. На диаграмму наносят точку А, соответствующую на-
чальным параметрам воздуха, а также линии энтальпии II , III, ..., I в каждом се-
чении. Далее на линии = 100 % отмечают значения температуры воды в каж-
дом сечении |
|
I |
II |
|
. На первом участке воздух с параметрами в точке А |
|
tв |
, tв |
, tв |
, ...tв |
|||
смешивается с водой, имеющей = 100% и tв |
tв . Далее через точку А прово- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
дят линию смешения и при пересечении с линией I = const получают точку Q1,
характеризующую параметры воздуха в этом промежуточном сечении. Для по-
следующих участков рассуждения аналогичны.
В процессах осушки и увлажнения воздуха температуры теплоносителей по длине аппарата изменяются по сложным соотношениям. Поэтому использо-
вание в расчетах логарифмического температурного напора между теплоноси-
телями может привести к большой погрешности. Для определения средней раз-
ности температур между теплоносителями в этом случае рекомендуется фор-
мул
t 1/ |
в |
(6.4) |
|
Δtпром.
161
где в – отношение изменения температуры воздуха в ступени к полному изме-
нению его температуры в смесительном аппарате, например, в I t ta1 ;
t t
в II ta1 ta2 и т.д.; t t
tпром. – разность температур между теплоносителями для одной ступени, на-
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
I II |
||
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
tа1 ta2 |
|
tв tв |
|
||
пример, t I |
|
|
ta1 |
|
tв |
tв |
; |
t II |
|
|
и т.д. |
|||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
2 |
|
2 |
||||||||||
пром |
|
|
|
|
|
|
пром. |
2 |
2 |
|
||||
По окончании построения процесса в I,d – диаграмме, на нее наносятся значения температур, замеренные в результате испытаний.
Рассчитывается значение t по формуле (6.4) и средне логарифмическая разность температур
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
( t |
|
t |
)/ ln |
|
tб |
|
, |
(6.5) |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
ср.лог |
|
б |
м |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
||
а также расхождение между ними
|
|
t t |
ср.лог. |
|
|
|
|
δ |
|
|
|
100% |
(6.6) |
||
t |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.1 – Результаты испытаний
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Относи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тель- |
|
|
|
|
|
|
|
Температура в соответствии с рисунком 6.3, С |
|
|
|
|
ная |
Расходы |
|||||||||
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
влаж- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
Т |
|
М |
|
Воздух |
Вода |
|
Т1 |
Т2 |
Т3 |
Т4 |
Т5 |
Т6 |
Т7 |
Т8 |
Т9 |
Т10 |
Т11 |
Т12 |
ТВОЗД |
, % |
3 |
|
||||
|
ВОЗД |
ВОЗД |
Gв, л/мин |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L, м /ч |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|