Теплотехническое оборудование

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

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 2 мин. 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. 14-3 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 (0г) с температурой tl. Затем в течение опре­деленного времени т, отсчитываемого по секундомеру, подается конденсат. Коли­чество воды увеличивается до температура смеси — до t2. По этим данным определяются расход конденсата (в кг/с) и его энтальпия (в кДж/кг):

Где Кп?—тепловой эквивалент калориметрической емкости (в кДж/К), учиты­вающий затраты теплоты, необходимой для нагревания прибора на 1 К;

^Пр ~ §1^1 + ^2С2*

§1 и ёг — масса сосуда и змеевика, кг; сг, 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 = гн, то в конденсате пролетный пар отсутствует; если хк > ;н, то вместе с конденсатом через конденсатоотводчик прорывается пролетный пар. При {'к <. /н 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

Ф = М1с1 (Т{ 7^) т]п = М2с2 (Т2 Т’о), (14-3)

Где Мх, М2 — массовый расход греющей и нагреваемой жидкости, кг/с; Т{, Т{ — температура греющей жидкости на входе в аппарат и на выходе из аппарата К; <"г, еа — удельные теплоемкости греющей и нагреваемой жидкости, кДж/(кг • К); П, Т'{ — температура нагреваемой жидкости на входе в аппарат и на выходе из него, К; т)п — коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду; Р — в кВт.

Для рекуперативных аппаратов при теплообмене с конденсацией одного из теплоносителей

$ ~ ~ *к)Ъп~ М2С2(Т2~-Т2), (14-4)

Где /, гк — энтальпия греющего пара и его конденсата, кДж/кг; О — расход пара, кг/с. Из уравнения теплового баланса по результатам испытания можно определить Т)пипо нему судить о качестве изоляции. Из уравнения теплопере­дачи <? — &# Д* можно определить действительный коэффициент теплопередачи и сравнить его с расчетным.

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

1. По показаниям психрометра, установленного на входе вентилятора,

Определяются по /д и /‘о (показания сухого и мокрого термометров) параметры влажного воздуха. /

2. По показаниям психрометра, установленного на выхода из сушилки, по *2 и ^2 определяются параметры влажного воздуха, влагосодержание <1%, эн­тальпия /а, парциальное давление рц и энтальпия пара *п в воздухе.

3. Количество испаренной влаги (в кг/ч)

Г = <14-б)

Где Мі — масса влажного материала при входе в сушилку, кг/ч; юг — началь­ная и конечная влажность материала, %.

4. Масса сухого материала (в кг/ч)

Мй = Мг — (14-6)

5. КПД выносного подогревателя' воздуха

_УВ{ГВП — ГВП) . .

Чдд-—. <14‘7)

Где Ув — расход воздуха, кг/ч; £>* — расход пара, кг/ч; і — энтальпия пара« кДж/кг; 1'вп, 1"вп—энтальпия воздуха на входе в подогреватель и после него (в кДж на 1 кг сухого воздуха); і'к — расчетная энтальпия конденсата при давле­нии греющего пара, кДж/кг.

6. Теплота (в кВт), отданная в выносном в внутрикамерном подогревателях воздуха,

—<;)Лвл; (14-8)

«ЛЯ = А> ((_<;), (14-9)

Где £>х, — расходы пара на выносной и внутрикамерный подогреватели, кг/с:

І, і^, г" — энтальпия пара на выносном и внутрикамерном подогревателе, кДж/кг; гвп — КПД выносного подогревателя.

7. Расход теплоты (в кДж на 1 кг испаренной влаги) в выносном и вяутри - камерном подогревателе

Чвп ~ ®вп№ (14-10)

Чдп~$дп№ • (14-11)

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

' - ЧвП * (14-12)

Свл. В (Ті — Т0)у * (14-13)

Где свЛ. в — удельная теплоемкость влажного воздуха, кДж/(кг-К); То, 7* — температура воздуха перед калорифером и после него, К; do» — влагосодер-

Жание воздуха перед калорифером и воздуха, выходящего из сушилки (в грам­

Мах на 1 кг сухого воздуха).

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

Я ~ — 4,201? (14-14)

П

Вх — температура влаги, поступающей с материалом в сушилку, °С,

10. КПД сушилки (в процентах)

Т, = ------- р.----- ЮО. (14-15)

QBIJ + Ядп

11. Удельная теплоемкость влажного материала [в кДж/(ш?-К)]

С = ~Ь

М 100 + ХИ)2 ’

Где ссух — удельная теплоемкость сухого материала, кДж/(кг-К).

12. Потеря теплоты с уходящим воздухом (в кДж на 1 кг испаренной влаги)

*2 = ^. В (71-То), (14-17)

Где свл в—удельная теплоемкость влажного воздуха, кДж/(кг-К); 7^, Т —

Температура воздуха перед вентилятором и на выходе из сушилки по сухому

Термометру, К-

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

Мо

Ятл~~^г~си(^г — 6і)* (14-18)

Где 0Ъ 03 — температура материала на входе в сушилку и на выходе из нееД.

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

(14-19)

Где Мтр — масса транспортных приспособлений, кг; стр—удельная теплоем­кость материала транспортных приспособлений, кДж/(кг-К); 0'р, 0£р—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)

““ Чвп “I" Удп У1 ^2 ^тр*

В качестве примера в табл. 14-3 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 конденсатоотводчиков, конден­саторов, насосов и другого вспомогательного оборудования.

[1] СНиП Ш-П 04-67 «Теллоэкйргегическос оборудование. Правила произ­водства н приемки монтажных работ».

[2] Эстеркин Р. М., Иссерлин А. С., Певзнер М. И. Методы теплотехниче­ских измерений и испытаний при сжигании газа и мазута. 2-е изд. Л.: Недра. 1982.