Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Холодильные машины для охлаждения промежуточного хладоносителя. Методические указания к лабораторным работам
.pdf
Стенд создан на базе компрессорно-конденсаторного агрегата
АК-АУ45/II и горизонтального кожухотрубного испарителя ИТГ-13. В
качестве рабочего тела используется хладон R 22.
Компрессор всасывает холодные пары хладона из испарителя 5,
сжимает до давления конденсации
и нагнетает в конденсатор 4
через маслоотделитель 2, где происходит частичное отделение масла
за счет охлаждения потока хладона и резкого изменения его скорости.
В конденсаторе холодильный агент сжижается и далее через
осушитель 6, фильтр 7 и регулирующий вентиль РВ поступает в испаритель. В испарителе хладон кипит, отнимая тепло от водного
раствора этиленгликоля (далее в тексте теплоносителя),
циркулирующего по трубкам. Образующиеся пары хладона
перегреваются, проходя через верхнюю часть испарителя, затем из
сухопарника отсасываются в компрессор 1, где пары сжимаются.
Далее цикл повторяется. Тепловая нагрузка на холодильную машину
создается электрическими нагревателями в теплообменном баке 3, где
тепло воспринимается циркулирующим теплоносителем и передается
хладону, кипящему в испарителе. Величина тепловой нагрузки регулируется в пределах от 0 до 50 кВт с помощью ступенчатого
включения отдельных групп электронагревателей блоком
выключателей БВ и измеряется ваттметром ВТ2. Циркуляция
теплоносителя обеспечивается центробежным насосом 8. Расход
охлаждающей воды и теплоносителя измеряется с помощью
расходомеров 9, 10. Количество воды, циркулирующей через рубашки
компрессора и змеевик маслоотделителя, измеряется ротаметром РС5.
Привод компрессора осуществляется через упругую муфту от
асинхронного электродвигателя АОП2-72-6. Мощность, подводимая к
электродвигателю из сети, измеряется ваттметром BT1 (прибор К-59).
Давление в картере компрессора, маслосистеме, конденсаторе и испарителе определяется соответственно манометрами M1, М2, М3, М4.
Температуры рабочего тела, охлаждающей воды и теплоносителя
измеряются медными термометрами сопротивления и термопарами.
Пуск электродвигателя компрессора и насоса для теплоносителя
осуществляется магнитными пускателями П1 и ПЗ соответственно,
включение электронагревателей - пускателем П2. Регулирование
производительности холодильной машины производится прикрытием
всасывающего вентиля В2. Вентиль В13 служит для заполнения
11
системы хладоном, вентиль B14 - для вакуумирования с помощью
отдельного вакуум-наcoca.
Техническая характеристика
Холодопроизводительность при стандартных условиях (=
−15ºС,к=30ºС) на хладоне R22 – 37 кВт, количество заряжаемого
холодильного агента 250 кг, марка применяемого для смазки масла
ХФ 22-24, Компрессор марки АУ-45 – бескрейцкопфный,
прямоточный, блоккартерный, четырехцилиндровый с водяным
охлаждением. Частота вращения вала 16 с-1, объем, описываемый
поршнем, =0,0236 м
3
/c. В качестве привода используется
трехфазный асинхронный двигатель марки АОП-2-72-6 с номинальной
мощностью 22 кВт. Компрессор и электродвигатель соединены
эластичной муфтой. Конденсатор марки КТГ-9 - горизонтальный,
кожухотрубный с гладкими трубами, внутренняя поверхность
теплообмена 9,4 м2, число ходов по воде 12, количество труб 95,
расход охлаждающей воды 0,0014-0,0028 м3/с. Компрессор,
электродвигатель, конденсатор и маслоотделитель образуют единый
агрегат. Испаритель марки ИТГ-13 – горизонтальный, кожухотрубный
с гладкими трубами, внутренняя поверхность теплообмена 14 м2,
число ходов по теплоносителю 12, количество труб 140, расход
рассола 0,0022-0,0042 м3/с. Насос для теплоносителя марки 1,5 К-6
производительностью 0,0022-0,0039 м3/с, номинальная мощность
электродвигателя 2,2 кВт.
Методика определения эксплуатационных характеристик
холодильной машины
В разработке методических указаний использованы материа-
лы [4].
Холодопроизводительность и основные параметры работы
холодильной машины определяются положением рабочей точки
режима, которая находится при совмещении характеристик
компрессора и испарителя. (рис.5, точка А).
Для получения зависимости холодопроизводительности, эффективной мощности и удельной холодопроизводительности от
температуры кипения необходимо менять тепловую нагрузку на
испаритель, сохраняя постоянным и давление и температуру
конденсации. Изменение мощности электронагревателей в
12
теплообменном баке происходит ступенчато и тем самым
регулируется тепловая нагрузка на испаритель. Стабилизация
температуры конденсации осуществляется соответствующим
изменением расхода охлаждающей воды через конденсатор.
Испытание необходимо произвести дважды: первый раз без
охлаждения компрессора водой, второй – с охлаждением компрессора.
Рис. 5. Построение характеристик
Необходимым условием выполнения работы является
обеспечение установившегося режима работы к моменту контрольных
измерений. Режим следует считать установившимся, если изменения
температур рабочего тела не превышают ±1 К, а изменения давления –
± 0,1 кг/см2.
Особое внимание следует обратить на стабильность следующих
параметров: температуры входа и выхода из аппаратов охлаждающей
воды и теплоносителя, температуры кипения и конденсации хладона.
При проведении опыта необходимо измерить следующие величины:
давление кипения , конденсации и всасывания (в картере)
температуры паров хладона на выходе из испарителя
выходе компрессора и
;температуру жидкого хладона после конденсатора
; на выходе из маслоотделителя
, на входеи
, температуры
вс
теплоносителя на входе и выходе испарителя и , температуры
охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора и
, на
выходе из компрессора , на выходе из маслоотделителя ,
температуру воздуха
охлаждающей воды через конденсатор (время
в помещении лаборатории; расход
о.с
одного оборота
13
,
стрелки расходомера); расход охлаждающей воды через компрессор и
маслоотделитель (показание ротаметра Н1), расход теплоносителя
(время
мую электродвигателем компрессора
нагревателями
одного оборота стрелки расходомера); мощность, расходуе-
. Температуры хладоагента, теплоносителя, воды
; мощность, выделяемую
э
определяются термопарами, термоэдс ∆ ,которые измеряются
милливольтметрами.
Для получения кривых Qо =f(To); N=f(T
),
o
=f (To),
д
характеризующих работу холодильной машины при различных
температурах кипения и конденсации, необходимо повторить
аналогичные измерения, предварительно установив необходимую
температуру конденсации. Перед началом измерения задаются
значения температур конденсации и охлажденного теплоносителя
(три значения), при которых следует проводить испытания
холодильной машины.
Порядок проведения эксперимента
1. Открыть полностью нагнетательный вентиль на компрессоре
B1, запорные вентили после маслоотделителя В3 и конденсатора В4.
2. Проверить открытие запорных вентилей на манометрах М1,
M2, М3, М4 и закрытие всасывающего вентиля В2 на компрессоре.
3. Включить электродвигатель насоса для теплоносителя,
предварительно полностью открыв запорный вентиль В9. Вентиль В10
открыть после включения насоса.
4. Открыть вентили B11 и B12 на линии подачи охлаждающей воды в конденсатор и рубашку компрессора, предварительно
отрегулировать расход воды (приблизительно 0,08 кг/сна компрессор
и конденсатор).
5. Включить электродвигатель компрессора.
6. Убедиться в отсутствии посторонних шумов, стуков и в
нормальной работе маслосистемы. Избыточное давление масла
(разность показаний манометров M1и М2) должно быть не менее 0,15
МПа (1,5 кг/см2).
7. Медленно открывая всасывающий вентиль В2, понизить давление паров в испарителе до 3-3,5 ати, что соответствует температуре
кипения T0= –7÷–4°С.
8. При ручном способе регулирования подачи жидкого хладона в
испаритель вначале открыть запорные вентили В6 и В7, затем
14
медленно открыть регулирующий вентиль РВ. Нормальное открытие
вентиля РВ соответствует стабилизации уровня жидкости в
испарителе (контролируется по указателю уровня) и постоянной
величине перегрева паров в испарителе (5-7 К). При большом
открытии РВ возможны переполнение испарителя и влажный ход
компрессора, одним из признаков которого является быстрое падение
температур всасывания и нагнетания и
. Недостаточное открытие
вентиля РВ вызывает понижение уровня жидкости и неполное
использование теплообменной поверхности испарителя, что приводит
к увеличению разности температур в аппарате и уменьшению
холодопроизводительности.
9. Полностью открыть всасывающий вентиль компрессора В2.
10. Операции, перечисленные в п.п. 7-9, проводить очень
медленно при одновременном контроле температуры всасывания и
нагнетания паров. При быстром падении этих величин следует
прикрыть всасывающий и регулирующий вентили В2 и РВ. При
появлении стуков немедленно выключить электродвигатель
компрессора.
11. После охлаждения теплоносителя на выходе из испарителя до
заданной температуры включить следующую группу
электронагревателей и дождаться наступления стационарного режима.
При этом необходимо учитывать значительную инерционность
системы.
12. При установившемся режиме (через 40-50 мин) заполнить протокол измерений (табл.1).
13. Установить новый режим работы, предварительно уменьшая
тепловую нагрузку. При этом следует сохранить первоначальное
давление конденсации, регулируя вентилем B11 подачу охлаждающей
воды. Изменение степени открытия всасывающего вентиля при этом
не допускается.
14. При втором установившемся режиме (через 20-30 мин) вновь
заполнить протокол измерений.
15. Повторить операции, аналогичные перечисленным в п.п. 14 и
15, дважды. Каждый следующий режим должен характеризоваться
более низкой температурой кипения и неизменной температурой
конденсации. Для исключения опасности замерзания теплоносителя в
трубках испарителя температура кипения не должна опускаться ниже
значения, на 5-7 К превышающего температуру затвердевания
теплоносителя.
15
16. После завершения измерений плавно уменьшить нагрузку до
Измеряемая
Размерность
Режимы
I II
III IV
ати
вс
ати
ати
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ
∆
мВ H1
число делений
τ1 с
τ2 с
э
кВт
кВт t
ºС
минимального значения, выключить нагреватели, закрыть
регулирующий вентиль РВ и запорные вентили В6, В7 и В4.
17. Закрыть всасывающий вентиль компрессора и выключить
электродвигатель компрессора.
18. Через 5-10 мин прекратить подачу воды в конденсатор и компрессор (закрыть вентили B11 и B12), еще через 10-15 мин выключить
циркуляционный насос и закрыть вентили В9 и В10.
Таблица 1
Протокол измерений
величина
о.с
16
Обработка экспериментальных данных
1. По опытным данным построить в диаграмме lgP-i холодильные
циклы (рис.6) для всех режимов, определить параметры узловых
точек, заполнить табл.2. Холодильный цикл для одного из режимов
приложить к отчету.
2. По средней температуре теплоносителя определить его
теплоемкость и плотность
3. Вычислить расходы теплоносителя
через конденсатор
КД
и компрессор
.[5]
КМ
и охлаждающей воды
.
4. Определить количество тепла, отводимого охлаждающей
водой в конденсаторе
корпус конденсатора ∆
НТ
, маслоотделителе
и потери тепла через
М
Рис. 6. Цикл исследуемой холодильной машины
17
Таблица 2
№
Режимы
I II
III IV 1
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 2
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 3
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 4
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 5
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 6
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 7
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 8
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 9
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 10
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 11
=
о.с
+
∆
0,07
ºC 12
=98,07(
+1)
кПа 13
=98,07(
+1)
кПа 14
вс=98,07(
вс
+1)
кПа 15
T
К 16
T
К 17
кДж/кг
18
кДж/кг
п/п
Параметр Размерность
18
Продолжение
табл.
2 19
кДж/кг
20
кДж/кг
21
кДж/кг
22
кДж/кг
23
=
+
2
+
273
К 24
кг/м3 25
кДж/кг
∙К 26
=
∙0,
1
∙
кг/с 27
КД
=
∙0,
1
∙
кг/с 28
КМ
=(∙0,69+6,
4)∙
10
кг/с 29
НТ
=
∙
КД
∙(
−
)
кВт 30
∆
=∙
(
−
о.с
)
∙
10
кВт 31
М=
∙
КМ
∙(
−
)
кВт 32
=
НТ
+
М−∆
−
кг/с 33
он
НТ
=
∙
∙(
−
)
кВт 34
∆
Н
=
∙
∙(
о.с
−
)
∙
10
кВт 35
=
он
НТ
+
Н
−
кг/с 36
=
+
2
кг/с 37
о
бр
=
∙(−
)
кВт 38
∆
тр=
о
бр
−
он
НТ
+
Н
кВт 39
∆
=
∙
∙(
о.с
−
)
∙
10
кВт
19
Окончание табл.
2 40
о
НТ
=
+
+∆
кВт 41
КМ=
∙(−
)
кВт 42
∑
подв
=
о
НТ
+
Н
+∆тр+
КМ
кВт 43
∆
КМ=
∙
КМ
∙(
−
)
кВт 44
∑
отв
=
НТ
+∆+
М+∆
КМ
кВт 45
∑
отв
−∑
подв
∑
отв
∙
100
% 46
дв
47
е=
э
∙
дв
кВт 48
=
е−
е(х.х)
кВт 49
т=
∙(
−
)
кВт 50
д=
о
НТ
е
51
т=
о
бр
т
52
ид=
−
53
д=
д
ид
54
пр=
д
т
5. По тепловому балансу конденсатора найти расход
холодильного агента
6. Вычислить тепловую производительность испарителя «нетто»
НТ
и величину теплопритоков через изолированный корпус испари-
он
теля ∆
7. По тепловому балансу испарителя найти расход холодильного
агента
Н
.
, усреднить значения
.
и
.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]