CC BY
37
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С,. М. КИРОВА
Том 162
1967
ОХЛАЖДЕНИЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА В КОМПРЕССОРНОЙ
УСТАНОВКЕ
(Представлена научным семинаром кафедры горных машин и горной электромеханики)
Воздух, засасываемый в компрессор, всегда насыщен водяным'и парами. Зависимость между содержанием влаги и температурой атмосферного воздуха представлена на рис. 1, Наличие влаги в сжатом воздухе вредно отражается на работе пневматических механизмов, создает гидравлические удары в трубопроводе; при минусовой температуре влага, выпадая на внутренних стенках воздухопровода, замерзает, постепенно суживая сечение трубы, вызывает дополнительную потерю давления. Поэтому степень сухости сжатого воздуха характеризует качество его наравне с давлением и другим'и параметрами.
Рис. 1. Содержание влаги в атмосферном воздухе при относительной влажности 80%.
С целью конденсации влаги «Правилами устройства и безопасной эксплуатации воздушных поршневых компрессорных установок и воздухопроводов» (Москва, 1963) предусмотрена установка концевых холодильников при температуре сжатого воздуха на выходе из последней ступени компрессора более 120°С.
Однако применяемые холодильники трубчатого типа не обеспечивают нужного охлаждения воздуха, в особенности в летнее время. Накипь
А. Н. КАБАКОВ
t
о
на внутренних стенках трубок резко снижает передачу тепла охлаждающей воде. Негерметичность холодильника приводит к увлажнению воздуха.
С целью повышения эффективности работы концевых холодильников на кафедре горной механики Томского политехнического института была разработана и изготовлена модель холодильника с непосредственным контактом сжатого воздуха и охлаждающей воды. Для визуального наблюдения м'одель сделана из органического стекла.
Установка для исследования холодильника состоит (рис. 2) из компрессора 1, воздухопровода 2, вентилей 3, 4, 5, мерного бака с охлаждающей водой 6, подогревателя 7, холодильника 8.
Задачей исследования являлось: изучить влияние скорости сжатого воздуха в холодильнике на разность температур между воздухом и водой в конце процесса охлаждения; влияние скорости воздуха и уровня водовоздушного слоя на величину перепада давления воздуха; определение удельного расхода воды и влияние давления сжатого воздуха на процесс охлаждения; влияние температур сжатого воздуха и охлаждающей воды на Теплообмен между ними.
Исследование проводились следующим образом. Компрессор включался в работу. Сжатый воздух, проходя по трубопроводу через подогреватель, нагревался до температуры свыше 120°С и затем поступал в холодильник, куда подавалась охлаждающая вода из мерного бака. Количество воды определялось взвешиванием на весах; время процесса охлаждения фиксировалось по секундом'еру; скорость сжатого воздуха в холодильнике регулировалась расходом с помощью вентиля 3, толщина слоя охлаждающей воды в холодильнике — вентилями 4, 5.
Установка снабжена измерительной аппаратурой (рис. 2): термопарами и термометрами для измерения температуры воздуха и охлаждающей воды 9, дифманометрами с дроссельной диафрагмой 10 для замера
/У
Рис. 2. Схема установки при испытании холодильника
расхода сжатого воздуха и перепада давления в холодильнике при про хождении воздуха через слой воды, ртутными и пружинными манометрами 11, психрометром для замера влажности воздуха 12. Для исследования изменения расхода воздуха и колебаний перепада давления в холодильнике применялся восьмишлейфовый осциллограф МПО-213.
Анализом результатов испытания холодильника при непосредственном контакте с водой установлено, что температура воздуха в конце процесса охлаждения зависит от уровня водо-воздушного слоя. Эта зависимость представлена графически на рис. 3 для случая, когда скорость
ьР.ммёст £Х
/31-1—I-1-1-1-1-р-1 1 '
VI ГР
гбо- и-^—--1--1—
ш- 9----—--
80■ 7--^^----1 /--
йО 5--------
3\_1_I-1-1-1-1-1—
50 /00 150 200 250 ¿00 350
Рис. 3. Зависимости: 1 —выходной температуры воздуха (1;°С) от уровня водо-воздушного слоя (К) в холодильнике при расходе воздуха, равном 1,5 м3/мин.; 2 — перепада давления (Ар) в холодильнике от высоты водо-воздушного слоя (А).
прохождения воздуха в холодильнике 1,5 м/сек при входной температуре 120°С. Из рисунка видно, что с увеличением уровня водо-воздушного слоя степень охлаждения воздуха возрастает, однако, перепад давления при этом также увеличивается.
Скорость прохождения сжатого воздуха в холодильнике ограничена брызгоуносом': при сечении исследуемой нами модели холодильника, равном 0,0167 м2у брызгоунос наступает при скорости прохождения сжатого воздуха свыше 1,5 м/сек.
Проведенные испытания холодильника с непосредственным контактом воздуха и охлаждающей воды на модели из органического стекла показали, что разность температур между воздухом и водой в конце процесса охлаждения составляет 2—4°С при удельном расходе воды 3—4 л/ж3. Потери давления в холодильнике при прохождении сжатого воздуха через слой воды достигают 0,05 ат.
Процесс охлаждения воздуха в холодильнике при испытаниях производился при давлении до 1 ати и постоянной входной температуре сжатого воздуха, равной 120°С.
Влияние температур сжатого воздуха и охлаждающей воды на теплообмен между ними, а также влияние давления на процесс охлаждения будут исследованы в дальнейшем.
Сс
1 X
» 2
/ / :
и—
*
50 /00 150 200 250 ¿00 350
