Порядок виконання роботи

Перед включенням установки роблять її зовнішній огляд. Перевіряється заземлення установки.

Змочують тканину 4 у сушильній камері 2 шляхом підйому піддона з во-дою 5 вгору до упора, і витримують в цьому положенні протягом 1-2 хвилин. Вода заливається в піддон через воронку 7. Установлюють тумблери "Нагрі-вач", "Вентилятор" і вимикач "Мережа" у нижнє положення. Ручка перемінного резистора "Регулювання потужності" виводиться у вихідне положення. При підключенні установки до мережі і верхньому положенні вимикача "Мережа" світиться лампочка "Мережа". При включенні тумблера "Вентилятор" відбува-ється рух повітря через установку. Включенням кнопки "6" визначають витрати повітря через установку. При включенні тумблера "Нагрівач" і кнопки Т1, таб-ло приладу 15 показує зміну температури повітря перед сушаркою. Обертання ручки "Регулювання потужності" при включенні кнопки "Р" викликає зміну по-тужності на табло приладу 15. Установлюють необхідну потужність, споживану нагрівачем 3, і відкривають крапельницю 6. Через 12-15 хвилин установлюється стаціонарний режим сушіння - постійна відносна вологість повітря, яка визна-чається за стаціонарними показами термопар Т3 i Т4. Значення параметрів і від-носної вологості, визначені за допомогою і-d діаграми, по ходу роботи через кожні 3 хвилини записують у журнал спостережень (табл. 5.1.).

Дослід продовжують протягом 15 хвилин. У момент початку і кінця дос-ліду фіксують час і покази барометра Р_б.

Після закінчення експерименту вивести ручку "Регулювання потужності" у вихідне положення, виключити тумблери, вимикач "Мережа", злити воду з сушильної камери обертом ручки крана 16 "Злив".

Таблиця 5.1.

Журнал спостережень

Час t, год., хвил.	Потужність струму W, Вт	Температура				Відносна вологість повітря за сушаркою,j3 , %
		перед сушаркою t1,°С	в сушарці t2,°С	за сушаркою
				суха термопара t3, °С	мокра термопара t4 , °С
1	2	3	4	5	6	7

Обробка результатів досліду

Наносять на і-d дiаграму (рис. 5.2) всі процеси, що протікають в установ-цi. Вихідну точку 1 визначають перетином ліній постійної температури сухого і мокрого термометрів. Точку 2, що визначає стан підігрітого в калорифері повіт-ря, знаходять побудовою процесу підігріву від точки 1 по вертикалі до ізотерми 2 (показ термопари Т1).

Аналогічно визначають точку 3, що характеризує стан повітря у вихідній трубі 9, в місці виміру відносної вологості.

Точки 2 і 3 з'єднують умовною прямою, яка визначає процес сушіння. По точках 1 і 3 на i-d дiаграмi визначають вологовміст повітря до (d₁) і пiсля (d₂) сушки тканини. Різниця вологовмісту d₃ - d₁ є кiлькiсть випареної з матеріалу вологи 1 кг сухого повітря.

Різниця ентальпiй повітря і₁ та і₂ визначає кількість теплоти на 1 кг сухо-го повітря, відданої нагрівачем повітрю, без врахування втрат теплоти в навко-лишнє середовище калорифером і сушаркою.

Для підрахунку кількості випареної вологи під час проведення досліду треба визначити масу сухого повітря у вологому повітрі, поданому в калори-фер, об'ємнi витрати якого вимірюються за допомогою діафрагми 11 і дифмано-метра 12.

Маса сухого повітря дорівнює:

Парціальний тиск сухого повітря визначають як різницю : Р_с.n.= Р_б - Р_п ,

де Р_б- барометричний тиск вологого повітря;

Р_п - парціальний тиск пари у вологому повітрі, який знаходять з формули

зв'язку парціального тиску пари і вологовмісту, г/кг сухого повітря:

Враховуючи, що Р_см=Р_б, маємо : Па.

Для перевiрки треба знайти наближене значення Р_п по i-d діаграмi. Кількість випареної вологи за час досліду , кг:

М_в = 0,001 (d₃ - d₁ ) М_с.n..

Кількiсть теплоти, витраченої на випарювання вологи за винятком втрат, кДж:

Q = (і₃ - і₁ ) М_с.п..

Кількiсть теплоти, витраченої на 1 кг випареної вологи:

Дiйсна кількість теплоти, яка витрачена на сушіння, знаходиться з даних дослiду за витратами електроенергії нагрівачем:

Q_д = 0,001·W·t·60, кДж,

де W - потужнiсть , Вт ; t – тривалість досліду, хвилин; 60 - число секунд в хвилинi.

Різниця між дійсною кількістю теплоти і кількістю теплоти, витраченої на випарювання вологи Q – це величина втрат у навколишнє середовище калори-фером і сушаркою за час досліду . Економічність уcтановки визначається вели-чиною відношення кількості теплоти, розрахованої за витратами електроенергії, до теплоти, витраченої на випарювання : h =

Контрольнi питання

1. Як визначити відносну вологість повітря по і-d - дiаграмi на основi по-казників психрометра?

2. Як визначити кiлькiсть енергiї, необхiдної для випарювання одиницi вологи?

3. Як змiнюється вiдносна вологiсть, вологовміст i парцiальний тиск водя-ної пари при нагрiванні вологого повiтря?

4. Як визначити кiлькiсть повiтря, необхiдного для випарювання заданої кiлькостi вологи?

5. Як визначити економiчнiсть сушильної установки?

Лабораторна робота № 6

РОЗРАХУНОК ЦИКЛУ ПАРОВОЇ КОМПРЕСОРНОЇ

ХОЛОДИЛЬНОЇ УСТАНОВКИ

Охолодження тіл до температури, меншої за температуру навколишнього середовища, здійснюється за допомогою холодильних установок, в яких за ра-хунок підведеної роботи теплота передається від холодного джерела до гарячо-го.

В iнтервалi помірних температур охолодження (до -20⁰С) в промисловостi і в побуті широко використовуються парові компресорні (парокомпресорні) хо-лодильні установки. Вони компактні, дешеві і, у багатьох випадках, найбільш ефективні в порівнянні з іншими холодильними установками. В цих установках в якості холодильних агентів використовують пари рідин, якi при зміні пара-метрів переходять з газоподібного стану в стан рідини. Найбільш широко засто-совуються аміак (NH3) і рiзнi галогенозамiщенi вуглеводні метаного та етаного рядів (фреони) : Ф-12 ( CF2Cl3), Ф -22, (CHF2Cl), Ф-113 ( C2F3Cl3) і Ф-142 (C2H3F2Cl). Характерні властивості фреонів: хімічна стійкість, нетоксичнiсть, відсутність взаємодії з конструкційними матеріалами (при t<200°C).

Опис установки

Парова фреонова компресорна холодильна установка (рис. 6.1) складаєть-ся з компресора 1, конденсатора 2, дросельного капiляра 3, випарника 4, реку-перативного теплообмінника 5.

Цикл такої установки з "сухим ходом" компресора і переохолодженням конденсату, зображений у координатах Т - S та lgP - і (рис. 6.2). Логарифмiч-ний масштаб тиску застосовують з метою одержання більш рівномірного роз-поділу ізобар.

Порядок виконання роботи

Компресор 1 засмоктує суху насичену або злегка перегрiту пару з ви-парника 4 в умовах здійснення "сухого ходу" і адіабатно стискує її до тиску Р2 (процес 1-2). Пiдсушування вологої насиченої пари, або її перегрів, здійсню-ється для зменшення теплообміну між парою холодильного агента і стінками циліндра компресора. З компресора пара надходить у конденсатор (холодиль-ник) 2, де конденсується при постійному тиску Р2 , віддаючи теплоту перегріву і пароутворення навколишньому середовищу (процес 2-3-4). В конденсаторi 2 і рекуперативному теплообміннику 5 відбувається переохолодження рідкого хо-лодильного агента (процес 4-4'). У дросельному капiлярi 3 частина рідини пере-творюється в пару і тиск зменшується від Р2 = Р_к до Р₁ (початкового тиску); а температура приймає значення Т1 (процес 4'-5). Волога насичена пара надхо-дить у випарник 4, де за рахунок відводу теплоти від охолоджуваного середо-вища частково або цілком випарюється (процес 5-1). Потiм нагрівається в реку-перативному теплообміннику 5 (процес 1-1') за рахунок переохолодження ріди-ни в капiлярi і надходить у компресор.

Методика визначення параметрів точок і розрахунок циклу

дiючої парової фреонової установки

Для розрахунку робочого циклу установки необхідно знати кількість хо-лодоагенту, який циркулює в системі. З цією метою визначають потужність, споживану електродвигуном компресора. Потужність можна вимірити ватмет-ром, електролiчильником і, приблизно, амперметром і вольтметром. Для виміру потужності застосовують ватметр перемінного струму класу 0,5-1,0 на потуж-нiсть не менш 250-500 Вт, який на час запуску агрегату повинен мати зашунто-ванi клеми струмової катушки.

При визначенні потужності електролічильником підраховують оберти диску на протязi 4-6 хвилин з моменту включення агрегату. Споживана потуж-ність, Вт:

де n - частота обертання диску;

К - число обертів, що відповідає 1 кВт·год ; t - час, с.

Для розрахунку потужності за показниками амперметра і вольтметра не-обхідно добуток напруги і сили струму помножити на величину cos j (0,4 -0,5).

Визначаючи потужність, витрачену двигуном при безперервній роботі, варто враховувати, що працюючи на режимах, двигун витрачає потужність на 10-20% більше одержуваної.

Перед виконанням вимірів установка працює до виходу на режим протя-гом 20-30 хвилин у залежності від температури навколишнього повітря, вихід на режим визначається за значенням сталої температури у випарнику, яка змі-нюється в залежності від значення температури навколишнього середовища. Після виходу на режим через кожні 5 хвилин фіксують показники датчиків (термометрів), приладів (лічильника, ватметра чи вольтметра і амперметра) протягом 30 хвилин.

Значення температур визначають у точках 5 або 1 (рис. 6.2) (температура випарювання фреону - t5,1), точці 2 (температура фреону після компресора - t2), точках 3 і 4 (температура фреону в конденсаторі - t3,4).

Отриманi дані записують у журнал спостережень і підраховують середні значення, по яких визначається температурний режим роботи холодильної уста-новки (табл. 6.1).

Таблиця 6.1