Алгоритм выполнения теплотехнических испытаний
Включить установку (производится только техническим персоналом кафедры). После стабилизации теплового состояния компрессора, которая определяется малыми изменениями значений давлений всасывания и нагнетания (после 5…10 минут работы установки), измерить и записать в табл.2 значения давления и температуры хладагента перед и после компрессора (на всасывании возможен вакуум), а также температуру воды (tв) в охлаждаемом объёме (баке). Записать время начала опыта.
Таблица 2. Значения параметров хладагента в характерных точках холодильного цикла, измеренные при выполнении теплотехнических испытаний холодильной установки
| Наименование параметров | Значения в единицах измерения | Средние значения в опыте в единицах SI | Выходные данные | |
| Давление всасывания (рвс): начало/конец опыта | / кг/см2 | МПа | — | |
| Давление нагнетания ( рн): начало/конец опыта | / кг/см2 | МПа | — | |
| Температура пара хладагента перед компрессором, t2: начало/конец опыта | / °С | — | ||
| Температура пара хладагента после компрессора, t2: начало/конец опыта | / °С | — | ||
| Температура воды в охлаждаемом баке, tбак: начало/конец опыта | / °С | — | ||
| Температура окружающей среды, tо.с | °С | — | ||
| Атмосферное давление (ратм) | гПа | МПа | — | |
| Давление испарения (кипения): ри=рвс+ратм | — | — | МПа | |
| Давление конденсации: рк=рн+ратм | — | — | МПа | |
| Охлаждение воды в баке, Δtв = tбак,н – tбак,к | — | — | 0С |
Понизить температуру воды в бачке Dtв на 3…5 градусов. Для этого установка должна работать примерно 30…40 минут. Изменение температуры воды в бачке контролируется при помощи термопары, находящейся в охлаждаемой воде.
После достижения указанного охлаждения воды, снова необходимо измерить значения давления и температуры хладагента до и после компрессора, а также температуру воды (tв) в бачке. Записать время окончания опыта. Рассчитать фактическую продолжительность работы установки в установившемся режиме.
Рассчитать средние значения давления и температуры хладагента до и после компрессора, полученные в опыте. Рассчитать средние значения давлений кипения и конденсации хладагента в исследуемом холодильном цикле с учетом фактического атмосферного давления.
Рис.1. Принципиальная схема лабораторной холодильной установки
Рис.2. Термодинамическийцикл исследуемой холодильной установки в T-s и lgp-h координатах.
Таблица 3.Основные термические параметры цикла
| № | Параметры | Обозначение | Размерность | Способ определения | Значение |
| Давление испарения | ри | МПа | из табл..1 | ||
| Давление конденсации | рк | МПа | из табл..1 | ||
| 3. | Температура хладагента после компресора (точка 2) | t2 | 0С | из табл..1 | |
| Температура конденсации | tк | 0С | tк=f(рк) (по таблице либо диаграмме) | ||
| Температура испарения хладагента | tи | 0С | tи=f(ри) (по таблице либо диаграмме) |
По этим термическим параметрам с помощью таблиц и/или диаграмм термодинамических свойств хладагента R12 определяем его термодинамические свойства в характерных точках регенеративного холодильного цикла. При этом сначала определяем параметры хладагента в точке 2 (по значениям рк и t2), затем — в точке 1 (по значению ри и из условия s1=s2=idem). Параметры хладагента в точке 5 определяются из теплового баланса: (h4–h5) = (h1–h7); по рассчитанному из этого соотношения значению h5 и данным таблицы насыщения хладагента путем интерполяции по этому параметру определяем остальные термодинамические свойства (хотя давление в точке 5 равно давлению конденсации: р5 = рк). Термодинамические свойства хладагента в остальных точках холодильного цикла определяются классическим способом (по таблицам либо lgp-h диаграмме термодинамических свойств хладагента). При этом учащийся должен уметь определять их как по диаграмме, так и по таблицам. Это проверяется при защите лабораторной работы.
Все используемы алгоритмы и промежуточные расчёты, желательно привести в отчете к лабораторной работе, но в любом случае результаты расчетов должны быть сведены в следующую таблицу.
Таблица 4.Параметры хладагента в характерних точках цикла при фактических условиях работы холодильной установки
| № | t, °C | p, МПа | v, м3/кг | h, кДж/кг | s, кДж/(кг∙К) | x | примечание |
| - | |||||||
| - | |||||||
| - | - | ||||||
| - | - | ||||||
| - |
Параметры хладагента в характерных точках цикла при стандартных условиях работы холодильной установки определяются исходя из принятых стандартных температур конденсации и кипения хладагента (+300С и –150С, соответственно) и при рекомендуемой стандартом степени перегрева. При этом сначала определяются термодинамические свойства хладагента в точке 1 (с учетом рекомендуемой степени перегрева Δtперегр = 5˚С), а затем — в точках 2 и 5, используя при этом те же термодинамические предпосылки, что и в предыдущем случае.
Все используемы алгоритмы и промежуточные расчёты, желательно привести в отчете к лабораторной работе, но в любом случае результаты расчетов должны быть сведены в следующую таблицу.
Таблица 5.Параметры хладагента в характерних точках цикла при стандартных условиях работы холодильной установки
| № | t, °C | p, МПа | v, м3/кг | h, кДж/кг | s, кДж/(кг∙К) | X | примечание |
Таблица 6. Параметры хладагента в отдельных (наиболее важных для дальнейших расчетов) точках теоретического цикла испытуемойхолодильной установки
| №п/п | Наименование параметра | Размерность | Значение |
| Энтальпия пара хладагента перед компрессором, h1 | кДж/кг | ||
| Энтальпия пара хладагента после компрессором, h2 | кДж/кг | ||
| Энтальпия хладагента после конденсатора, h3 | кДж/кг | ||
| Энтальпия хладагента после дросселирования, на входе в испаритель, h5 | кДж/кг | ||
| Температура испарения хладагента, tи | °С | ||
| Температура конденсации хладагента, tk | °С | ||
| Удельный объем пара хладагента перед компрессором,n1 | м3/кг | ||
| Удельная массовая холодопроизводительность, q0 | кДж/кг |
По рассчитанным параметрам хладагента в характерных точках действительного цикла лабораторной холодильной установки и цикла этой же установки, работающей при стандартных условиях, рассчитываем теплотехнические характеристики этих циклов.
Таблица 7.Теплотехнические характеристики исследуемого и стандартного холодильных циклов
| № | Величина | Обозначение | Размерность | Формула или способ определения | Значение |
| Удельная массовая холодопроизводительность | q0 | кДж/кг | q0 = h7 – h6 | ||
| Удельная объемная холодопроизводительность | qv | кДж/м3 | qv=q0/v1 | ||
| Удельная работа сжатия в компрессоре | l | кДж/кг | l=h2-h1 | ||
| Теоретический холодильный коэффициент | εт | — | εт=q0/l | ||
| Холодопроизводительность установки | Q0 | кВт | Q0=МводСр(tв,н – tв,к) (см. примечание 1) | ||
| Количество хладагента, прокачиваемого компрессором по системе в единицу времени | G0 | кг/с | G0=·Q0·/ q0 | ||
| Действительный секундный объем пара, всасываемого компрессором | Vд | м3/с | Vд=G0·v1 | ||
| 8. | Теоретический объём, описываемый поршнями компресора в единицу времени | Vh | м3/с | Vh=(πd2/4)∙S∙n∙z/60 | |
| Температура конденсации хладагента | Tк | K | Tк=273,15+tк | ||
| Температура испарения хладагента | Tи | K | Tи=273,15+tи | ||
| Коэффициент подачи компрессора | λ | — | λ = Vд/ Vh | ||
| Относительная величина вредного пространства цилиндра компрессора | C | — | C=(1-λ)/[(pk/p0)–1] | ||
| Теоретическая мощность компрессора | NТ | кВт | NТ=l·G0 | ||
| Индикаторный КПД компрессора | ηi | — | ηi=Твп/Тк+0,0025·tи | ||
| Индикаторная мощность компресора | Ni | кВт | Ni =Nт/ηi | ||
| Условное удельное давление механического трения | pтр | кПа | pтр =40…60 | ||
| Мощность, затрачиваемая на трение | Nтр | кВт | Nтр=Vh ·ртр | ||
| Мощность, подводимая к валу компрессора | Ne | Ne=Ni + Nтр | |||
| Механический КПД | ηм | — | ηм=Ni / Ne | ||
| Действительный (эффективный) холодильный коэффициент | εд | — | εд=Q0/Ne | ||
| Стандартная температура конденсации | tк ст | °C | стандартное значение | ||
| Tк ст | K | Tк=273,15+tк ст | |||
| Стандартная температура испарения | tи ст | °C | стандартное значение | –15 | |
| Tи ст | K | Tвп=273,15+tи ст | |||
| 23а | Температура перед ТРВ | °C | |||
| Температура всасывания | °C | –10 | |||
| Удельная объемная холодопроизводительность при стандартных условиях | qv ст | кДж/м3 | qv=q0/v1 | ||
| Давление конденсации хладагента при стандартных условиях | pк ст | МПа | из соответствующего цикла по диаграмме либо таблице | ||
| Давление испарения хладагента при стандартных условиях | pи ст | ||||
| Коэффициент подачи компресора при стандартных условиях (см. прим.2) | λcт | — | λст=1–С[(pк ст/pи, ст)-1] | ||
| Стандартная холодопроизводительность | Q0 ст | кВт | Q0ст=Q0λстqv,ст/(λqv) |
Примечание 1:
— масса воды в контейнере (бачке) — 3 кг;
— теплоёмкость воды — 4,1868 кДж/(кг.К)
— tв.н. , tв.к — температура воды в бачке в начале и в конце опыта.
Примечание 2: При расчете λст принимается, что коэффициент подачи зависит только от величины вредного пространства компрессора и соотношения давлений нагнетания и всасывания, а прочие составляющие коэффициента подачи не изменяются.
Таблица 8. Основные параметры цикла испытуемой холодильной установки
| № п/п | Наименование параметра | Размерность | Значение |
| 1. | Холодопроизводительность установки, Q0 | кДж/ч | |
| Масса хладагента, прокачиваемого компрессором в час | кг/ч | ||
| Тепловая нагрузка конденсатора, Qk | кДж/ч | ||
| Эффективный холодильный коэффициент, eе | – | ||
| Действительная объемная подача компрессора, Vд | м3/ч | ||
| Теоретическая объемная подача компрессора, Vh | м3/ч | ||
| Коэффициент подачи компрессора, l | – |
Таблица 9. Основные характеристики эффективности работы компрессора
| № | Наименование параметра | Размерность | Значение |
| Теоретическая мощность компрессора, NT | кВт | ||
| Индикаторная мощность компрессора, Ni | кВт | ||
| Мощность, затрачиваемая на трение, NTP | кВт | ||
| Эффективная мощность компрессора, Neн | кВт | ||
| Коэффициент подогрева хладагента,lw | – | ||
| Индикаторный КПД компрессора,hi | – | ||
| Механический КПД компрессора, hM | – |
4. Контрольные вопросы
1. Какие параметры характеризуют экономичность работы холодильной установки?
2. Какой принцип заложен в основу лабораторного метода определения холодопроизводительности холодильной установки?
3. Чем отличается эффективная мощность компрессора от теоретической мощности?
4. Почему отличаются теоретическая и действительная объемные подачи компрессора?
5. Что характеризует коэффициент подачи? Какие составляющие определяют его значение? Как определяется коэффициент подачи в настоящей лабораторной работе?
6. Чем определяется отличие между индикаторной и теоретической мощностью компрессора? Значение, какой из них больше?
Лабораторная работа№3
«Эксплуатация приборов автоматики судовых холодильных установок»
Цель работы:
· изучение особенностей эксплуатации электрооборудования и приборов автоматики судовых холодильных установок (СХУ);
· приобретение навыков настройки и технического обслуживания приборов автоматического контроля и регулирования работы СХУ.
Время: 2 часа
Дата добавления: 2015-03-26; просмотров: 1754;