Диссертация (1025184), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Высота рабочей зоны дополнительного стенда №1 на Рисунке 3.16 составляет 1,2 м, диаметр аппарата – 0,3 м. Стенд № 2 наРисунке 3.16 имеет следующие размеры: высотой рабочей зоны 1,5 м,диаметр – 0,4 м.68Дополнительный стенд № 1Дополнительный стенд № 2Рисунок 3.16. Внешний вид дополнительных стендов.Дляподачиводыподдавлениемнафорсункииспользовалсяпневматический опрыскиватель ОП-209 (Рисунок 3.17). Бак опрыскивателяоснащенручнымпоршневымнасосомдлясозданиядавленияипредохранительным клапаном. Общий объем бака составляет 9 л. За счетнасоса в баке поддерживается давление на уровне 0,2 МПа. Распыл водыпроисходит нажатием и блокировкой клавиши распылителя.
Факел распыларегулируется от струи до тумана. Расход воды 0,6–0,8 л/мин.Рисунок 3.17. Пневматический опрыскиватель ОП-209.69Опыты на стенде вакуумной градирни проводились по двум схемам:первая – охлаждение воды за один проход; вторая – циклическое охлаждениеводы за несколько проходов до предельного значения температуры воды,когда ее значение практически перестает меняться.В процессе работы и анализа полученных результатов, стенд былмодернизирован до варианта, представленного на Рисунке 3.18. К стендубыли добавлены дополнительный воздуховод, регулирующий вентиль исчетчик расхода воздуха. Положение воздуховода в градирни регулируетсяпо высоте относительного первого воздуховода.
По умолчанию подачасвежего воздуха производится посередине рабочей зоны.Рисунок 3.18. Модернизированный стенд с промежуточной подачейвоздуха.Модернизация была проведена для проведения серии опытов спромежуточной подачей свежего воздуха в рабочую зону градирни.Исследования на данном стенде проводились по схеме «за один проход» и допредельногоохлаждениябезпромежуточнойподачивоздухаиспромежуточной подачей воздуха в середину рабочей зоны стенда.70Начальные условия всех параметров сохранялись для двух схем опыта.Суммарный расход воздуха делился на два потока в равном количестве, одиниз них шел через нижний патрубок, вторая часть через дополнительныйвоздуховод. Данный метод позволяет увеличить теплосъем от воды за счетэффекта «освежения» воздуха.3.3 Оценка погрешности измерительных приборовВ проведенных экспериментах определялись следующие величины:температура, давление, расход воды, расход воздуха, влажность воздуха.Оценим максимальную погрешность измерения этих величин.Погрешность измерения значений температуры определим, выделивпогрешностьсредствизмеренияипогрешностьметодаизмерения.Предельная абсолютная погрешность при этом определяется ценой деленияшкалы и составляет 1°С.Погрешность средств измерения ΔTc1 оценивалась с использованиемпаспортных данных о максимальной приведенной погрешности.
Измерениятемпературы проводились с помощью термопреобразователей, показаниякоторых выводились на микропроцессорный измеритель марки ОВЕНУКТ38-Щ4, обеспечивающий диапазон контроля от -50 до +200°С сточностью0,1°С.Предельнодопускаемаяосновнаяприведеннаяпогрешность <0,5°С.Принципработыприборасостоитввысокоточномизмерениинапряжения, пропорционального измеряемому параметру, преобразованииэтого значения в частоту и дальнейшей обработки однокристальнымконтроллером. С учетом чувствительности термопреобразователей получаемδс1=0,1%.Погрешность метода измерения температуры определялась следующимее состоянием:71Погрешность градуировки термопреобразователей оценивалась с учетомстепени чистоты веществ, используемых при градуировке, и погрешностиизмерительного прибора.
Она составляет δм1=0,2%.Таким образом, максимальная абсолютная погрешность измерениятемпературы составляет δtmax=0,3%Для определения влажности воздуха использовался лабораторныйгигрометр психрометрический ВИТ-2 [84]. По паспорту устройстваабсолютная погрешность при измерении влажности составляет δυmax=0,2%Основная относительная погрешность счетчика расхода воздуха РГ-40составляет 2%.Предельная допускаемая относительная погрешность счетчика расходаводы не должна превышать 5%.3.4. Выводы по главе 31.
Созданэкспериментальныйстенд,позволяющийпроводитьисследования по охлаждения воды до предельного значения и за одинпроход заданного количества воды через рабочую зону градирни.2. Создан экспериментальный стенд для исследования охлаждения водыс промежуточной подачей свежего воздуха в рабочую зону градирни.3. Проведено исследование влияния дисперсности распыла капель наэффективность охлаждения воды.4. Созданы дополнительный стенды для проверки влияния масштабногофактора.5. Приведена методика проведения исследования.6. Дана оценка погрешности измерительных приборов.72Глава 4.
Результаты экспериментальных расчетов иметодика теплового конструктивного расчета безнасадочнойградирни4.1 Результаты экспериментальных расчетовДляпроверкипредложенноймоделиуравнений,учитывающейтемпературу поверхности капель и пониженное давление воздуха, былипроведены опыты по охлаждению воды при атмосферном давлении и приразреженном воздухе. Также была проведена серия опытов на стенде спромежуточной подачей свежего воздуха в рабочую зону градирни. Влияниемасштабного фактораисследовалосьнадополнительныхстендах сразличным отношением высоты рабочей зоны к ее диаметру.Дляувеличенияточностиполучаемыхрезультатов,каждыйэксперимент проводился несколько раз. Практика показала, что дляполучения удовлетворительных результатов с достаточной точностью,можно ограничиться в трехкратном повторении каждого эксперимента.
Приобработкеполученныхданныхнеудовлетворительныерезультатывыбраковывались и эксперимент повторялся.Первая часть опытов заключалась в проверке уровня предельногоохлаждения воды при давлениях воздуха от 750 до 300 мм рт.ст. Болеенизкие давления в экспериментах не проверялись в связи с получениемслишком низкого расхода воздуха. График на Рисунке 4.1 построен дляследующих входных параметров: Twн=40°С; Tвн=24÷26°C; υн=50÷65%;Gw=0,06÷0,08 кг/с; Gв=0,007÷0,014 кг/с; λ=0,1÷0,3.73Температура воды на выходе, Тwк, °С25,52524,52423,52322,52221,52120,5300400500600700800Степень разрежения воздуха в аппарате, Р, мм рт.ст.Рисунок 4.1.
График зависимости предельно достижимой температуры водыот степени разрежения воздуха.Температуре воздуха 25°С и влажность 60% соответствует температуравоздуха по мокрому термометру в 19,5°С. Из графика видно, что придавлении воздуха в градирни на уровне 300 мм рт.ст. вода может охладитьсядотемпературына1°Свышетемпературымокроготермометра.Согласованность расчетных и экспериментальных данных свидетельствует одостоверности методики расчета.Серия опытов заключалась в охлаждении воды за один проход. Для этойсерии экспериментов использовалась тангенциальная форсунка с диаметромвыходногоотверстияdф=1мм(Рисунок3.14).Такаяфорсункахарактеризуется более низкими расходными показателями и малымиразмерами капель. Замена форсунки позволила увеличить общую площадькапель, что положительно повлияло на результаты (Рисунок 4.2).
Опытыпроводилисьприследующихпараметрах:Twн=40°С;Tвн=21÷22°C;υн=40÷60%; Gw=0,005÷0,0065 кг/с; Gв=0,008÷0,011 кг/с; λ=1,2÷1,8.Температура воды на выходе из градирни, Тwк, °С742221,52120,52019,519250300350400450500550600650700750Степень разрежения воздуха в аппарате, Р, мм рт.ст.Рисунок 4.2. График зависимости температуры воды на выходе из градирниот степени разрежения воздуха.Важной характеристикой эффективности работы градирни являетсяпоказатель ширины зоны охлаждения (Рисунок 4.3). Ширина охлаждениявыражается в разности температуры воды на входе в градирни и на выходеиз нее.Уровень подохлаждения воды в градирни, °С752120,52019,51918,518250300350400450500550600650700750Степенть разрежения воздуха в аппарате, Р, мм рт.ст.Рисунок 4.3.
График зависимости ширины охлаждения воды в градирни отстепени разрежения воздуха в аппарате.Также важнейшей характеристикой градирни является тепловойкоэффициент полезного действия. Тепловой к.п.д. представляет собойотношение реального перепада температур к теоретически возможному. Онрассчитывается по уравнению (2.27). Результат проиллюстрирован в видеграфика зависимости теплового к.п.д. градирни от степени разрежениявоздуха (Рисунок 4.4).Тепловой к.п.д. градирни, %768580757065250300350400450500550600650700750Степень разрежения воздуха в аппарате, Р, мм рт.ст.Рисунок 4.4. График зависимости теплового к.п.д.
градирни от степениразрежения воздуха в аппарате.Влияние масштабного фактора на эффективность охлаждения былопроверено охлаждением воды при различных давлениях на трех стендах свысотой рабочей зоны в 1 м, 1,2 м и 1,5 м соответственно. Результатыприведены на графике (Рисунок 4.5).77Температура воды на выходе из градирни, Тwк, °С2423,52322,51м1,2 м1,5 м2221,52120,5250300350400450500550600650700750Степень разрежения воздуха в аппарате, Р, мм рт.ст.Рисунок 4.5.
Влияние высоты рабочей зоны аппарата на эффективностьохлаждения воды.Результатыопытовпоохлаждениюводысприменениемпромежуточного входа свежего воздуха показаны на Рисунке 4.6. Осьабсцисс представляет собой число последовательных охлаждений воды.Охлаждение проводилось 4 раза подряд. Это связано с малой высотойрабочей зоны стенда. Для варианта с промежуточной подачей воздуха,общий расход делился на две части, по эксперименту получилось 47% внижнюю часть и 53% в верхнюю. Параметры проведения опыта для двухслучаев оставались постоянными: Twн=38°С; Tвн=21÷22°C; υн=50%; Gw=0,04кг/с; Gв=0,0126 кг/с; λ=0,32.Температура охлажденной воды, Тwк, ˚С7839383736353433323130292827262524без промежуточной подачи воздухас промежуточной подачей воздуха01234Число последовательных циклов прохода водыРисунок 4.6.
График зависимости температуры охлажденной воды отчисла последовательных циклов прохода воды через рабочую зону аппаратас разными типами распределения расхода воздуха по рабочей зоне аппарата.Достоверность методики расчета безнасадочной градирни подтвержденаудовлетворительным согласованием опытных и расчетных данных.4.2 Методика теплового конструктивного расчета безнасадочнойградирниВентиляторные градирни в холодильной технике применяются дляохлажденияоборотнойводы,снимающуютепловуюконденсатора холодильной установки (Рисунок 4.7).нагрузкус79водахладагентконденсаторРисунок 4.7.
Схема водяного конденсатора с охлаждением воды вградирне.Исходными параметрами для расчета градирни являются:- Тепловая нагрузка Q, кВт.-Температура воды на ходе и выходе из градирни или перепадтемператур.- Параметры атмосферного воздуха в регионе эксплуатации градирни.В случае работы градирни в холодильной установке, тепловая нагрузкаизвестна. Она равна тепловому потоку, который отводится от хладагента вконденсаторе. Значения температуры воды на входе и выходе изконденсатора известны из теплового расчета холодильного цикла.К параметрам атмосферного воздуха относятся: давление, температурапо сухому термометру, относительная влажность воздуха, температуравоздуха по мокрому термометру. Необходимые значения атмосферноговоздуха определяются по [85] или по диаграмме Рамзина для влажноговоздуха.Задачей расчета является определение площади тепломассообмена,гидравлической нагрузки и размеров градирни.801.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
