МЕТОДИКА ИСПЫТАНИИ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИИ

Испытания теплоиспользующих установок производятся при номинальной производительности. Перед испытанием необхо­димо произвести тщательный осмотр установки и ликвидиро­вать все выявленные дефекты. Особенно следует обращать вни­мание на исправность конденсатоотводчиков (пропуск пара, скопление конденсата, гидравлические удары и т. д.).

Аппараты непрерывного действия испытываются при уста­новившемся тепловом режиме. Продолжительность испытания теплоиспользующих установок обычно составляет одну рабо­чую смену, но не менее одного технологического цикла. Отсчет показаний измерительных приборов производят через каждые 10 мин, за исключением показаний дифференциальных мано­метров, измеряющих расход пара или жидкости. Показания дифференциальных манометров снимаются через каждые две минуты. В течение опыта следует производить хронометраж всех операций: пуска, остановки, поступления в аппарат мате­риала и выхода готовой продукции. При использовании насы­щенного пара расход его следует определять по количеству конденсата, измеряемого мерной емкостью.

На рис. 11-3 показана мерная калориметрическая емкость, которая позво­ляет определить расход конденсата и его энтальпию. Мерная калориметричес­кая емкость устанавливается после конденсатоотводчика. В нее наливается определенное количество холодной воды (C?i) с температурой t\. Затем в те­чение определенного времени т, отсчитываемого по секундомеру, подается конденсат. Количество воды увеличивается до G₂, температура смеси — до t%. По этим данным определяются расход конденсата (в кг/с) и его энталь­пия (в кДж/кг):

где Кяр—тепловой эквивалент калориметрической емкости (в кДж/К), учи­тывающий затраты тепла, необходимого для нагревания прибора на 1 К;

gi и g2 — масса сосуда и змеевика, кг; С\, с₂ — удельные теплоемкости мате­риала сосуда и змеевика, кДж/(кг-К).

Из сравнения полученного значения энтальпии конденсата с табличным значением энтальпии жидкости при температуре насыщения можно судить о качестве работы конденсатоотводчика. Если (_к=£н, то в конденсате про­летный пар отсутствует; если £_к>»н, то вместе с конденсатом через конден-сатоотводчик прорывается пролетный пар. При i_K<i'_H конденсатоотводчик заливается конденсатом, т. е. недостаточен по производительности или не­исправен.

В результате испытания теплоиспользующих установок после усредне­ния измеренных величин составляют материальный и тепловой баланс ап­парата, а также определяют средний коэффициент теплопередачи.

Для рекуперативных теплообменных аппаратов при теплообмене без из­менения агрегатного состояния уравнение теплового баланса примет вид

где М_и М₂ — массовый расход греющей и нагреваемой жидкости, кг/с; Т\> T"i — температура греющей жидкости на входе в аппарат и на выходе из аппарата, К; с_ь с₂ — удельные теплоемкости греющей и нагреваемой жид­кости, кДж/(кг-К); Т₂, Т₂ — температура нагреваемой жидкости на входе в аппарат и на выходе из него, К; г\_п — коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду; Q — в кВт.

Для рекуперативных аппаратов при теплообмене с конденсацией одного из теплоносителей

где (, i_K — энтальпия греющего пара и его конденсата, кДж/кг; D — расход пара, кг/с. Из уравнения теплового баланса по результатам испытания можно определить г\_п и по нему судить о качестве изоляции. Из уравне­ния теплопередачи Q = kHkt можно определить действительный коэффициент теплопередачи и сравнить его с расчетным.

Обработка результатов испытаний конвективной сушилки с однократ­ным использованием сушильного агента производится в следующей после­довательности.

1. По показаниям психрометра, установленного на входе вентилятора, определяются по t^c₀ и t*₀ (показания сухого и мокрого термометров) пара­метры влажного воздуха.

2. По показаниям психрометра, установленного на выходе из сушилки, по 1^е₂ и t^K₂ определяются параметры влажного воздуха, влагосодержание' а_% энтальпия /₂, парциальное давление р_п и энтальпия пара i_n в воздухе.

3. Количество испаренной влаги (в кг/ч)

л

где Mi — масса влажного материала при входе в сушилку, кг/ч; к»,, из­начальная и конечная влажность материала, %.

4. Масса сухого материала (в кг/ч)

где Ув —расход воздуха, кг/ч; Di — расход пара, кг/ч; f— энтальпия пара, кДж/кг; Гвп, 1"вп — энтальпия воздуха на входе в подогреватель и после него (в кДж на 1 кг сухого воздуха); ('„ — расчетная энтальпия конден­сата при давлении греющего пара, кДж/кг.

6. Тепло (в кВт), отданное в выносном и внутрикамерном подогрева­
телях воздуха

^гДе D\, p₂—-расходы парана выносной и внутрикамерный подогреватели, кг/с; I, i'_K, ("„ — энтальпия пара и конденсата в выносном и внутрикамер­ном подогревателе, кДж/кг; ц_Вп — к. п. д. выносного подогревателя.

7. Расход тепла (в кДж на 1 кг испаренной влаги) в выносном и внут­рикамерном подогревателе

8. Определяются и сравниваются расходы сухого воздуха (в килограм­мах на 1 кг влаги) по балансу тепла и балансу влаги:

где с л. в —удельная теплоемкость влажного воздуха, кДж/(кг-К); Го, Т_у — температура воздуха перед калорифером и после него, К; d₀, d₂ — влагосодержание воздуха перед 'калорифером и воздуха, выходящего из сушилки (в граммах на 1 кг сухого воздуха).

9. Расход тепла на испарение влаги (в кДж/кг)

где i"n — энтальпия водяного пара в воздухе, уходящем из сушилки, кДж/кг; 6i — температура влаги, поступающей с материалом в сушилку, °С.

13. Потеря теплоты с уходящим материалом (в кДж на 1 кг испарен­
ной влаги)

где 0ь 0₂ — температура материала на входе в сушилку и на выходе из нее.

14. Потеря теплоты с транспортными приспособлениями (в кДж на 1 кг
испаренной влаги)

,

где ТИтр —масса транспортных приспособлений, кг; с_тр — удельная тепло­емкость материала транспортных приспособлений, кДж/(кг-К); 0'тр, 0"тр температура транспортных приспособлений при входе и выходе из су­шилки, К.

15. Потеря теплоты в окружающую среду и невязка опыта (в кДж на
1 кг испаренной влаги)

В качестве примера в табл. 11-3 приведена сводная таблица испытаний конвективной сушилки с однократным использованием сушильного агента.

Для теплоиспользующих установок других типов (выпарные аппараты, варочные котлы, ректификационные установки и т. д.) в результате испы­таний также составляются материальный и тепловой балансы, которые поз­воляют судить об эффективности работы аппарата. При испытании следует контролировать работу не только теплообменного аппарата, но и конденсато-отводчиков, конденсаторов, насосов и другого вспомогательного оборудова­ния.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. При каких условиях производятся испытания теплоиспользующих установок?

2. Как устроена мерная калориметрическая емкость?

3. Как определить качество работы конденсатоотводчика?

4. Какие уравнения используются для обработки результатов испыта­ния рекуперативных теплообменных аппаратов?

5. Как определяются параметры влажного воздуха?

6. Какими параметрами характеризуется экономичность работы сушиль­ной установки?

7. Как составить уравнение теплового баланса для однокорпусной вы­
парной установки?