Как пользоваться анемометром видео – Мастерок

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок Анемометр

С помощью анемометра.

Измерение скорости движения потока воздуха

Приборы для измерения скорости воздуха называются анемометрами. По принципу действия анемометры бывают механические и электрические. К механическим анемометрам относятся крыльчатые и чашечные. Крыльчатые анемометры (рис. 11) служат для измерения малых скоростей от 0,1 до 15 м/сек с погрешностью ± (0,1 – 0,3) м/сек. Чашечные анемометры (рис. 12) позволяют измерять более высокие скорости от 0,5 до 50 м/сек с погрешностью ±(0,2 – 0,4) м/с.

Крыльчатые анемометры находят ограниченное применение при измерении невысоких скоростей открытых воздушных потоков. Чашечные анемометры, имея, меньшие габариты и более высокие пределы измерения, чаще используются для измерения скоростей открытых воздушных потоков, а иногда применяются и для измерения скоростей воздуха внутри воздуховодов больших диаметров или выходных патрубков.

Крыльчатый анемометр представляет собой лопастное колесо с восемью лопатками, устроенное по типу осевого вентилятора. Вал колеса соединен со счетным механизмом, состоящим из системы зубчатых передач, размещенных в корпусе прибора. Стрелки счетного механизма обычно показывают на шкалах циферблата путь, проходимый воздухом за время работы прибора. Для включения и выключения стрелок счетного механизма служит арретир. При измерении скорости воздуха ось анемометра должна быть установлена параллельно воздушному потоку.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 11. Крыльчатый анемометр АСО – 3

Принцип работы крыльчатого анемометра основан на использовании составляющей силы давления воздушного потока на крыло лопастного колеса, которое повернуто под углом 45° к направлению движения воздушного потока, что создает крутящий момент на валу крыльчатого колеса. Чем больше скорость воздуха, тем больше сила давления и тем больше скорость вращения колеса. Крыльчатый анемометр нельзя устанавливать в воздушный поток, имеющий скорость выше допустимого предела измерения прибора, так как это приведет к отрыву лопастей под действием центробежных сил.

Основными недостатками крыльчатых анемометров являются малые пределы измерения и большие, габариты; точность измерения в большой степени зависит от наклона оси прибора к направлению воздушного потока. Этих недостатков не имеют чашечные анемометры.

Чашечный анемометр (рис.12) представляет собой четырехчашечную вертушку 1, закрепленную на конце вала 2. На нижнем конце вала нарезан червяк 3, сообщающий вращение червячному колесу, от которого через промежуточные шестерни вращение передается трем стрелкам шкалы счетного механизма. Центральная стрелка 4 показывает на шкале 5 единицы, левая стрелка 6 – сотни, а правая стрелка 7 – тысячи.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 12. Чашечный анемометр МС – 13

1 – вертушка, 2 – вал, 3 – червяк, 4, 6, 7 – стрелки,

5 – шкала, 8, 10, – стойки, 9 – арретир, 11 – винт

крепления прибора

Включение и выключение стрелок счетного механизма осуществляется арретиром 9. Наружный конец арретира может передвигаться в пазу корпуса прибора. Внутренний конец арретира перемещает червячное колесо в осевом направлении и выводит его из зацепления с червяком. При включении стрелок счетного механизма арретир поворачивают к стойке 8, при выключении стойке 10. Через отверстия стоек 8 и. 10 может быть пропущен шнурок для включения и выключения стрелок счетного механизма на расстоянии.

В нижней части пластмассового корпуса имеется винт 11 для крепления чашечного анемометра к деревянной ручке.

При измерении скорости воздуха чашечным анемометром ось прибора должна быть установлена перпендикулярно направлению движения воздушного потока.

Принцип работы чашечного анемометра основан на использовании разности сил давления воздушного потока на правую и левую чашки вертушки. Независимо от направления воздушного потока, перпендикулярного оси прибора, сила давления на левую чашку, у которой обдувается открытая часть, будет больше, чем на правую чашку, у которой обдувается сферическое донышко. Поэтому чашечная вертушка имеет всегда одно направление вращения, в данном случае – по часовой стрелке.

Чем больше разность между коэффициентами аэродинамического сопротивления правой и левой чашек вертушки анемометра, тем больше крутящий момент на валу. Чем выше скорость воздуха, тем больше крутящий момент и тем больше скорость вращения стрелок счетного механизма.

Шкала анемометра градуирована обычно на путь воздуха в м/с учетом поправочного коэффициента.

§

Для измерения избыточных давлений Н, применяется микроманометр типа ММН (микроманометр многопредельный) – рис. 13.

Микроманометр состоит из металлического корпуса 3, цилиндрической неподвижной металлической чашки 5 с вертикальной осью, поворотной стеклянной трубки 7 со шкалой, которая закреплена на рамке и может поворачиваться относительно оси корпуса на угол, а от 10 до 90°. Геометрическая ось вращения трубки совпадает с нулевым делением шкалы.

Положение рамки с трубкой 7 фиксируется в определенном положении на скобе 1 фиксатором. Корпус микроманометра устанавливается на трех опорах, из которых правая опора является неподвижной, а левые опоры – винты – позволяют установить прибор в горизонтальном положении по уровням 2, вмонтированным в плиту корпуса.

Нижний конец измерительной трубки 7 соединен с чашкой резиновой трубкой 6. Спирт заливают в чашку 5 через специальное отверстие, закрытое пробкой 8. Для установки мениска спирта в трубке на нуль шкалы имеется регулятор уровня. При вращении винта регулятора по часовой стрелке происходит вытеснение спирта из чашки в трубку и увеличение его уровня в чашке и трубке.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 13. Микроманометр ММН с неподвижным резервуаром:

1 – скоба; 2 – уровни; 3 – станина; 4 – диск; 5 – цилиндрический сосуд;

6 – трубка; 7 – трубка стеклянная; 8 – винт; 9 – кран переключения;

10,11 – ниппеля; 12 – резиновая трубка.

В крышку чашки вмонтирован трехходовой кран 9, в корпусе крана имеются три штуцера (рис. 14).

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 14. Схема включения трехходового крана:

слева – при контроле нуля; справа – при измерении давления.

Штуцер 10 («плюс») служит для подвода давления к чашке, штуцер 11 («минус») предназначен для приема давления и передачи его на спирт в трубке, посредством третьего штуцера, соединенного постоянно резиновой трубкой 12 с верхним концом измерительной стеклянной трубки 7. В корпусе крана имеется отверстие «нуль», через которое атмосферное давление передается в чашку и трубку, когда ручка крана 9 повернута против часовой стрелки до упора. Это положение крана применяется при установке мениска спирта в трубке против нулевого деления шкалы. При этом измерительные штуцеры чашки («плюс») и трубки («минус») отключаются.

Схема включения трехходового крана при настройке нуля показана на рис. 15 слева. После установки мениска на нуль шкалы с помощью регулятора уровня ручку крана 9 поворачивают по часовой стрелке до упора для измерения давления. Трехходовой кран занимает положение, показанное на рис. 15 справа. При этом отверстие «нуль» в корпусе крана перекрывается и отключает прибор от атмосферы. Соединяя верхний конец измерительной трубки 7 с «минусом» штуцера. Штуцер 10 («плюс») соединяется с чашкой, штуцер 11 («минус») соединяется посредством кольцевой выточки в пробке крана со штуцером стеклянной трубки. Коэффициент прибора при измерении давлений указан на скобе около фиксатора 1 – k.

Микроманометр типа ММН имеет следующую техническую характеристику:

1. длина шкалы 250 мм;

2. пределы измерения: максимальный – до 200 мм вод. ст. (первый минимальный предел при коэффициенте прибора k = 0,2 – до 50 мм вод. ст., второй предел при k = 0,3 – до 75 мм вод. ст., третий предел при k = 0,4 –до 100 мм вод. ст., четвертый предел при k = 0,6 – до 150 мм вод. ст. пятый предел при k = 0,8 – до 200 мм вод. ст. При этих пределах цена 1 мм шкалы соответствует давлению в 0,2; 0,3; 0,4; 0,6 и 0,8 мм вод. ст);

3. заполнитель – этиловый спирт с удельным весом 0,8095 Г/см3;

4. погрешность измерения не превышает 0,5 – 1,0 % от верхнего предела измерения;

5. допустимое давление при проверке герметичности чашки и трубки прибора – до 2000 мм вод. ст.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

§

Порядок работы с чашечным анемометром.

Записать начальное показание Nн шкалы счетчика анемометра при выключенных стрелках.

Установить прибор в воздушный поток так, чтобы ось была перпендикулярна направлению движения воздуха.

Включить одновременно секундомер и стрелки анемометра.

Через промежуток времени t = 60 – 120 сек выключить секундомер и стрелки анемометра.

Записать конечное показание N2 шкалы счетчика анемометра.

Определяется по формуле 12 число делений n, приходящихся на 1 с.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок(12)

где t – длительность работы анемометра.

Скорость движения воздуха wср (м/с) определяется по зависимости wср = f (n), (прил. 4) полученной при тарировке.

Установить прибор на устойчивом столе.

Отрегулировать горизонтальное положение корпуса прибора винтами по уровням 2 (рис. 13). Вначале рекомендуется вращать винт 2 и устанавливать первый уровень 16, а затем вращать винт 5 и устанавливать второй уровень, расположенный перпендикулярно первому.

Установить рамку с измерительной трубкой на максимальный предел измерения k = 0,8, чтобы при замерах неизвестного давления не произошло переливания спирта через верхний конец измерительной трубки.

1. Повернуть ручку трехходового крана против часовой стрелки на «нуль».

Проверить наличие спирта в чашке по мениску в трубке около нулевого деления. Если спирт не залит или не приближается к нулевому делению шкалы, отвернуть пробку, залить или долить спирт в таком количестве, чтобы уровень спирта в трубке был около нуля. Завернуть пробку 13 до отказа.

Вращением винта регулятора уровня установить мениск спирта в трубке на нуль шкалы.

2. Повернуть ручку трехходового крана по часовой стрелке до упора.

К «плюсу» штуцера трехходового крана микроманометра подключен резиновый шланг с пневмометрической трубкой для измерения полного давления. Эта трубка предназначена для измерения полного давления, имеет полусферическую головку обтекаемой формы с центральным отверстием диаметром не более 0,3 d, где d – наружный диаметр трубки.

Про анемометры:  Kenworth T2000 v1.2 beta для American Truck Simulator

Конец трубки предназначенной для измерения статического давления, заострен в форме клина с углом не более 10о, чтобы устранить завихрения воздушного потока при обтекании и повысить точность измерений. Эта трубка с помощью резинового шланга соединена с «минусом» трехходового крана.

Перед началом замеров проверить герметичность соединений: осторожно вдувая воздух в отверстие пневмометрической трубки, поднять спиртовой столбик в микроманометре на 70 – 100 мм, а затем плотно зажать отверстие трубки. Если при этом уровень спирта опускается, значит, в системе есть неплотности. Необходимо уплотнить места соединений резиновых шлангов со штуцерами микроманометра и пневмометрической трубки и добиться, чтобы столбик спирта оставался неподвижным при проверке на герметичность.

Если уровень спирта в трубке при k = 0,8 поднимается незначительно, следует уменьшить угол наклона трубки до k = 0,6 или k = 0,2, в зависимости от максимальной величины измеряемого давления.

Установив минимально возможное положение угла наклона шкалы, повернуть трехходовой кран к правому упору, окончательно откорректировать нуль шкалы, предварительно проверив положение прибора по уровням, а затем приступить к замерам давления.

Во всасывающем и нагнетательном воздуховодах динамическое скоростное давление измеряется одинаково. Пневмометрическая трубка, подключенная к плюсу чашки микроманометра измеряет полное (общее) давление в воздуховоде, а трубка, подключенная к «минусу» чашки соединена с концом стеклянной трубки, измеряет статическое давление. Таким образом, показания столбика спирта в измерительной стеклянной трубке есть результат алгебраического сложения двух давлений – общего и статического и, по определению, есть скоростное (динамическое) давление.

Давление Р (Па), измеряемое микроманометром, определяется зависимостью:

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок = Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (13)

где Как пользоваться анемометром видео - Мастерок – разность уровня мениска по шкале прибора, мм;

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок – тарировочный коэффициент;

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок – угол наклона измерительной трубки прибора;

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок – плотность спирта при 20 С.

Если принять произведение Как пользоваться анемометром видео - МастерокКак пользоваться анемометром видео - Мастерок , то

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (14)

где Как пользоваться анемометром видео - Мастерок – постоянный множитель прибора.

Значение величины К наносятся на стойке прибора.

Результаты измерений и расчетов заносят в таблицу 5.

Динамическое давление определяется за счет скорости потока воздуха соотношением. Вытекающим из уравнения Бернулли:

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок , (15)

Следовательно, скорость воздуха

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок , (16)

где Как пользоваться анемометром видео - Мастерок – динамическое давление, Па;

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок – плотность воздуха, кг/м3.

Для облегчения расчетов можно пользоваться номограммой (рис. 16). Соединяя линейкой среднюю скорость на левой (первой) вертикали с диаметром воздуховода на третьей вертикали, находят расход воздуха на правой (пятой) вертикали.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 16. Номограмма для расчета вентиляционных воздуховодов.

Таблица 5. Результаты замеров в прямоугольном или круглом воздуховодах

при F=…, м2; Т=…, К; rж =…, кг/м3; a=…, °; К=…

Точки П а р а м е т р ы
  Lн, мм Lк,
мм
DL, мм Рд,
Па
wср,
м/с
Vср,
м3
Gср,
кг/с
             
             
.              
n              
Средние
значения
             

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: цель работы, расчеты скорости и расходов воздуха по соответствующим формулам.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Способы и приборы для измерения скоростей воздуха.

2. Устройство анемометра.

3. В каких диапазонах скоростей используются анемометры различных типов?

4. Что называется избыточным давлением?

5. Может ли быть избыточное давление отрицательным?

6. Понятие о статическом, скоростном и общем давлениях. Как они определяются и измеряются?

7. Назначение и устройство микроманометра ММН.

8. Как устанавливается нуль шкалы в измерительной трубке?

9. Устройство и работа трехходового крана?

10. Какие давления измеряются с помощью микроманометра ММН и как?

11. Как определить расход воздуха в воздуховоде с использованием ММН.

§

Увлажнение воздуха

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение конструкции кондиционера и оросительной (форсуночной) камеры, форсунок, систем подачи воды и воздуха в оросительную камеру; изучение конструкции и работы различных типов каплеотделителей, устройства подачи свежей воды в оросительную камеру.

В результате проведения работы должны быть закреплены знания процессов изменения состояния воздуха и приборов для измерения параметров состояния воздуха при обработке его в кондиционере, анализа действительных процессов обработки воздуха с помощью диаграммы d-i с определением основных показателей эффективности работы оросительной камеры.

Набор аппаратов для обработки воздуха в лабораторной установке (рис. 17) соответствует промышленным кондиционерам. Обработка воздуха в лабораторной установке производится по замкнутому рециркуляционному циклу. Воздух вентилятором 1 всасывается из помещения лаборатории. Обработанный воздух из установки выбрасывается в объем помещения лаборатории. Свежая вода в поддон 6 оросительной камеры добавляется через специальную воронку.

Обрабатываемый воздух через все элементы УКВ циркулирует под напором вентилятора 1. В данной лабораторной работе используется только оросительная камера 4. Вода из поддона 6 через фильтр 7 забирается насосом 9 и подается в два ряда форсунок 5. Один ряд форсунок распыляет воду по ходу движения воздуха, второй – против. До и после оросительной камеры по ходу движения воздуха установлены каплеотделители (элиминаторы) для исключения увлажнения калорифера и уноса воды из оросительной камеры с обрабатываемым воздухом.

УКВ не имеет устройств для термообработки воды, поэтому при соответствующей продолжительности работы оросительной камеры процесс обработки воздуха приближается к адиабатному при i = const.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 17. Схема лабораторной УКВ:

1 – вентилятор, 2 – электрокалорифер, 3 – каплеотделитель, 4 – оросительная камера, 5 – форсунки, 6 – поддон,

7 – фильтр, 8 – воздухоохладитель, 9 – насос, 10 – ТРВ,

11 – агрегат ФГК, I – VI – термометры

Производятся следующие измерения:

– расход воздуха с помощью чашечного анемометра;

– расход воды по характеристике насоса;

– температура воздуха в помещении перед и после оросительной камеры с помощью логометра с термометрами сопротивления;

– относительная влажность до и после оросительной камеры с помощью аспирационного психрометра Ассмана.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Перед началом работы изучить устройство УКВ, расположение и правила работы с приборами управления и контроля, расположение термометров и правила пользования логометром. При измерениях относительной влажности и расходов воздуха необходимо пользоваться методическими указаниями к лабораторным работам 1 и 2.

Пустить в работу УКВ для увлажнения воздуха в следующей последовательности:

– включить УКВ в электросеть, убедившись по приборам в наличии напряжений 380 и 220 В для питания соответствующих элементов УКВ;

– включить в работу вентилятор 1 (см. рис. 17);

– включить в работу водяной насос, убедившись в нормальной работе форсунок;

Произвести через 30 – 45 мин работы замеры расходов воздуха и воды, температур и относительных влажностей воздуха.

В результате измерений определяются:

tcIII – температура “сухого” термометра на входе в камеру увлажнения;

tcI, tм I – температура “сухого” и “мокрого” термометров воздуха,

входящего в УКВ;

tcVI – температура “сухого” термометра воздуха, обработанного в УКВ;

tIV – температура воды в поддоне;

Vв – расход воздуха, м3/с (с помощью анемометра);

Gw – расход воды, подаваемой в форсунки (по работе насоса), кг/с;

Jн – ток, потребляемый электродвигателем насоса, А;

Jвент – ток, потребляемый электродвигателем вентилятора, А;

По данным измерений производится построение процессов обработки (увлажнения) воздуха в диаграмме d-i (рис. 18).

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 18. Процесс увлажнения воздуха

Пользуясь диаграммой d-i влажного воздуха, произвести следующие расчеты:

Массовый расход воздуха, кг/с,

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок , (17)

где rв – плотность воздуха, кг/м2.

2. Расход воды (испаряющейся) для увлажнения воздуха, кг/с,

gw = L (dVI – dIII) (18)

3. Производительность форсунки, кг/с,

gф = 0,0327 рw0,48 dw1,38 (19)

где dф =2 мм – диаметр выходного отверстия форсунки,

рw – давление воды перед форсунками, мПа.

4. Теоретическое количество форсунок , шт.,

nф = Gw / gф. (20)

5. Коэффициент эффективности оросительной (форсуночной) камеры

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (21)

6. Коэффициент орошения

r = Gw / L (22)

7. Расход энергии на работу насоса за время эксперимента, кВт×ч,

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (23)

где Uн , Jн – показания вольтметра и амперметра;

t – продолжительность эксперимента, ч.

8. Расход энергии на работу вентилятора за время эксперимента, кВт×ч,

Как пользоваться анемометром видео - МастерокКак пользоваться анемометром видео - Мастерок (24)

где Uвент, Jвент – показания вольтметра и амперметра.

9. Удельная стоимость обработки (увлажнения) воздуха (на 1000 м3/ч), руб.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (25)

где Сэл. эн – стоимость электроэнергии, руб./(кВт×ч);

Сw – стоимость водопроводной воды, руб./кг.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать краткое описание УКВ, основные пояснения по порядку проведения эксперимента и расчетам основных параметров. Результаты эксперимента и расчетов заносятся в отчетную табл. 6.

Таблица 6. Результаты эксперимента по увлажнению воздуха

И з м е р я е м ы е в е л и ч и н ы
tc I tм I jI tc VI jVI tIII tIV Vв Gw Jвен Jн
                     
Р а с с ч и т ы в а е м ы е в е л и ч и н ы
L gw gф nф y r Nн Nвент Св
                 
               
Про анемометры:  Датчик температуры газа гбо 4 поколения где находится

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как устроена оросительная (форсуночная) камера?

2. Какие процессы обработки воздуха можно провести в оросительной

камере?

3. Как осуществляется в оросительной камере адиабатный (при i = const) процесс обработки воздуха?

4. Как осуществить в оросительной камере процесс осушения воздуха?

5. От чего зависит коэффициент эффективности оросительной камеры и пределы его изменения?

6. От чего зависит величина коэффициента орошения и каковы пределы его изменения?

7. Типы и устройство форсунок.

8. Назначение и устройство каплеотделителей (элиминаторов).

9. Как регулируется постоянство уровня воды в поддоне оросительной камеры?

10. Как организуется процесс обработки воздуха в оросительной камере, чтобы при дальнейшей его обработке получить заданную относительную влажность?

§

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение конструкции воздухонагревателей, встраиваемых в конструкцию кондиционера процесса нагревания воздуха при проходе через элементы кондиционера и последующего его увлажнении. Увлажнение воздуха изучено в лабораторной работе №3.

В результате проведения работы должны быть закреплены знания по процессу нагревания воздуха, особенностям конструктивного оформления воздухонагревательных элементов кондиционеров.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Перед началом лабораторной работы изучить устройство элементов УКВ, которые будут включаться в работу, а также расположение и правила работы с приборами управления и контроля, расположение термометров и правила пользования логометром.

Схема, устройство лабораторной УКВ изучены в лабораторной работе №3 (см. рис.17). В данной лабораторной работе при обработке воздуха используется электрокалорифер 2. Обрабатываемый воздух всасывается из помещения лаборатории вентилятором 1 и последовательно проходит через электрокалорифер 2, где нагревается. Проходит также последовательно оросительную камеру 4, где происходит увлажнение воздуха с одновременным адиабатическим охлаждением. Обрабатываемый воздух выбрасывается в помещение лаборатории с измененными параметрами воздуха.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Включить УКВ в сеть. Убедиться по приборам в наличии напряжений 380 и 220 В для питания соответствующих элементов УКВ.

Включить в работу вентилятор 1 (см. рис. 17).

Включить в работу электрокалорифер 2.

Спустя 30 мин не менее, включить в работу водяной насос 9 и убедиться в нормальной работе форсунок.

Не мене чем через 30 минут произвести замеры температуры воды и относительной влажности воздуха.

В результате измерений определяются:

tcI , tcII, tcIII, tcIV, tcVI – температуры воздуха в помещении, после вентилятора, после калорифера, воды в поддоне оросительной камеры, воздуха на выходе из УКВ соответственно;

jI, jVI – относительные влажности воздуха в помещении и на выходе из УКВ;

Vв – расход воздуха, м3/с (с помощью анемометра);

Gw – расход воды, подаваемой в форсунки, кг/с;

Jкал, Jн, Jвент – потребляемый ток электрокалорифером, насосом и электродвигателем вентилятора, А.

По данным измерений производится построение процесса обработки воздуха на диаграмме d-i влажного воздуха (рис. 19).

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 19. Процессы обработки воздуха:

1-2 – подогрев в вентиляторе,

2-3 – подогрев в электрокалорифере,

3-6-увлажнение

Пользуясь диаграммой d-I влажного воздуха, (рис. 19), произвести следующие расчеты:

1. Массовый расход воздуха, кг/с

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок , (26)

2. Расход воды (испаряющейся) для подачи в поддон камеры, кг/с

gw = L (d5-d1) (27)

3. Полезный удельный расход тепла на нагревание воздуха, кВт

qкал = L (i3 – i2) (28)

4. Расход энергии на работу калорифера за время эксперимента, кВт×ч

Nкал. = Uкал. Jкал.Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (29)

где t – продолжительность эксперимента.

5. Расход энергии на работу насоса за время эксперимента, кВт×ч

Nн = Uн. Jн.Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (30)

6. Расход энергии на работу вентилятора за время эксперимента, кВт×ч

Nвент. = Как пользоваться анемометром видео - Мастерок Vвент. cos j Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (31)

7. Удельная стоимость нагревания воздуха (по расходу энергии) на 1000 м3/ч, руб.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (32)

где Сэл.эн – стоимость электроэнергии, руб.

8. Удельная стоимость нагревания и увлажнения воздуха на 1000 м3

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (33)

где Сw – стоимость воды, м3 /руб.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать краткое описание УКВ, основные пояснения по порядку проведения эксперимента и расчетам основных параметров. Результаты эксперимента и расчетов заносятся в отчётную табл. 7.

Таблица 7. Результаты эксперимента

Р а с с ч и т ы в а е м ы е в е л и ч и н ы
L gw qкал Nкал Nн Nвент Снагр Ск

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как изменяются параметры состояния воздуха при его нагревании?

2. Что собой представляют конструктивно наиболее распространенные калориферы?

3. Что используется в качестве теплоносителей?

4. Что влияет на стоимость обработки воздуха?

5. Как конструктивно калориферы встраиваются в конструкцию стационарного кондиционера?

6. Какой параметр воздуха всегда увеличивается при увлажнении воздуха?

§

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение конструкции воздухоохладителей, встраиваемых в конструкцию кондиционера, процесса охлаждения воздуха при проходе через элементы кондиционера при использовании различных способов охлаждения и хладоносителей (рабочих тел).

В результате проведения работы должны быть закреплены знания по процессу охлаждения воздуха, особенностям конструктивного оформления воздухоохладителей, используемых в кондиционерах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Схема и устройство лабораторной УКВ изучены в лабораторной работе 3 (рис. 17). В данной работе при обработке воздуха используется воздухоохладитель 8. Обрабатываемый воздух всасывается из помещения лаборатории вентилятором 1 и под его напором проходит через элементы кондиционера; из них включается в работу только воздухоохладитель 8. Воздухоохладитель 8 включен в схему холодильной машины с компрессорно-конденсаторным агрегатом ФГК. В холодильной машине используется одноступенчатый регенеративный цикл. Регулирование подачи хладагента R-12 в воздухоохладитель осуществляется терморегулирующим вентилем (ТРВ) 10, установленным на задней стенке УКВ.

Охлажденный в воздухоохладителе воздух выбрасывается в помещение лаборатории.

Перед началом лабораторной работы изучить устройство той части УКВ, которая будет включаться в работу (воздухоохладитель, агрегат ФГК), а также расположение приборов управления и контроля и правила работы с ними.

При измерениях относительной влажности и расхода воздуха необходимо пользоваться методическими указаниями к лабораторным работам 1 и 2.

В процессе выполнения работы производятся измерения следующих параметров (рис. 20):

tcI , tм I – температура “сухого” и “мокрого” термометров воздуха,

входящего в УКВ;

tcII – температура “сухого” термометра воздуха после вентилятора;

tcV – температура “сухого” термометра на входе в воздухоохладитель 8 (см. рис. 20);

tcVI , tм VI – температура “сухого” и “мокрого” термометров на выходе из воздухоохладителя;

рo , to – давление и температура кипения R-12;

рк , tк – давление и температура конденсации R-12;

Vв – расход воздуха, м3/с (с помощью анемометра);

Jвент , JФГК – потребляемый ток электродвигателями вентилятора и ФГК, А.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

После ознакомления с методическими указаниями, устройством УКВ и подготовки таблиц запустить в работу УКВ, в следующей последовательности:

– включить УКВ в электросеть и убедиться по приборам в наличии напряжений 380 и 220 В для питания соответствующих элементов УКВ;

– включить в работу вентилятор 1;

– включить в работу ФГК в соответствии с правилами эксплуатации хладоновых установок;

– через 30-45 мин работы УКВ произвести замеры всех указанных выше параметров, внеся их в таблицу измеряемых величин.

По данным измерениям произвести построение процессов обработки воздуха (см. рис. 20).

Рассчитываются следующие величины:

1. Массовый расход воздуха, кг/с,

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (34)

где rв – плотность воздуха на выходе из воздухоохладителя.

2. Коэффициент влаговыпадения

xн = Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (35)

3. Средняя температура наружной поверхности воздухоохладителя

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (36)

где Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

где aн – коэффициент теплоотдачи к наружной поверхности (табл. 8);

Кн – коэффициент теплопередачи, отнесенный к наружной поверхности.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 20. Процессы обработки воздуха:

1 – 2 – нагрев воздуха в вентиляторе, 2 – 3 – в корпусе кондиционера, 3 – 4 – охлаждение воздуха

Пренебрегая тепловым сопротивлением стенки и загрязнений трубки, определяем коэффициент теплопередачи

кн = Как пользоваться анемометром видео - Мастерок , (37)

где Ен – коэффициент эффективности ребра, Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

tт – температура поверхности труб (tт » tо);

aа – коэффициент теплоотдачи к поверхности трубы со стороны

хладагента;

β- степень оребрения, Как пользоваться анемометром видео - МастерокКак пользоваться анемометром видео - Мастерок

Fн – полная наружная поверхность оребрения труб

воздухоохладителей;

Fт – поверхность неоребренной части труб воздухоохладителя.

В воздухоохладителях, где в процессе охлаждения воздуха осуществляется и его осушение, Fн > 0,85 и b = 8 ¸15.

Коэффициент теплоотдачи со стороны хладагента

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (38)

где (wа rа)=12,4 × Как пользоваться анемометром видео - Мастерок – массовая скорость R-12, кг/(м2 × с);

Таблица 8. Характеристика воздухоохладителей

Назначение
воздхоохла
дителей
Хлагент Толщина
слоя инея,
мм
Удельный
тепловой
поток qFн ,
Вт/м2
Коэф-ент теплоотдачи aн, Вт/(м2×К)
Камерное
охлаждение
R-717 25,6
Камерное
охлаждение
R-12 25,6
Автономные
кондиционеры
R-22 58,1

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (39)

qFн – удельный тепловой поток, отнесенный к наружной поверхности (см. табл. 8);

dн, dвн – наружный и внутренний диаметры трубок воздухоохладителей;

А – опытный коэффициент для R-12, определяемый по следующим данным:

To – 30 – 10 10 30
А 3,26 4,02 4,36 4,71 5,66

Практически средняя температура наружной поверхности воздухоохладителя

tн » to (1 ¸ 3) °C (40)

4. Среднелогарифмическая разность температур в процессе теплообмена (охлаждения) в воздухоохладителе (процесс охлаждения приведен на рис. 21):

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (41)

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 21. Диаграмма процесса охлаждения воздуха

5. Расчетная тепловая нагрузка на воздухоохладитель, кВт,

Qo = Lв (i3 – i4) сравнить с паспортной ФГК (42)

Характеристика ФГК:

Холодопроизводительность (to = -15 °C, tк = 30 °C) – 814 Вт (700 ккал/ч).

Зарядка агрегата: R-12 – 2,7 кг;

масло ХФ-12 – 2,7 кг.

Компрессор: тип – хладоновый, герметичный, поршневой, непрямоточный, одноступенчатый;

Про анемометры:  Единица магнитного потока 5 букв первая В

число цилиндров – 2;

диаметр цилиндров – 36 мм;

ход поршня – 18 мм;

частота вращения – 24 с-1;

объем, описываемый поршнями – 24 м3/ч.

Электродвигатель компрессора: марка ДГХ – 0,35;

тип – трехфазный, асинхронный с

короткозамкнутым ротором,

встроенный;

частота вращения – 24 с-1;

мощность – 0,35 кВт;

напряжение – 380 В.

Конденсатор : ребристо-трубный с воздушным охлаждением;

поверхность – 3,8 м2.

Ресивер : емкость 1,96 л.

Электродвигатель вентилятора: марка АВ-0012-4;

тип – трехфазный, асинхронный с

короткозамкнутым ротором;

частота вращения – 23,17 с-1, (1320 об/мин);

мощность – 0,02 кВт;

напряжение – 220/380 В.

Масса агрегата – 60 кг.

6. Расчетная площадь поверхности теплообмена воздухоохладителя, м2,

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (сравнить с паспортной ФГК)

7. Количество влаги, выделяющейся из воздуха в процессе его охлаждения (осушения), кг/с,

gw = Lв (dV – dVI) (43)

8. Расход энергии на работу вентилятора за время эксперимента, кВт×ч,

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок(44)

где t – продолжительность эксперимента, ч;

Uвент – показания вольтметра, В.

9. Расход энергии на работу ФГК за время эксперимента, кВт×ч,

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (45)

10. Удельная стоимость охлаждения воздуха (на 1000 м3/ч), руб.,

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок (46)

где Сэл.эн – стоимость электроэнергии, руб/(кВт×ч);

Ск.к – стоимость канализации конденсата, руб/кг.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать краткое описание УКВ, основные пояснения по порядку проведения эксперимента и расчетам основных параметров. Результаты эксперимента и расчетов заносятся в отчетную таблицу 9.

Таблица 9. Результаты эксперимента по охлаждению воздуха

И з м е р я е м ы е в е л и ч и н ы
tc I tм I tc II tc V tc VI tм VI рo to рк tк Jвен JФГК
                       
Рассчитываемые величины (определяемые по диаграмме d-i)
tн i3 i4 dV dVI Lв Dtср.лог Qо Fво gw Nвен NФГК Cохл.в
                         
                   

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как устроен воздухоохладитель?

2. Как протекает процесс охлаждения в “сухих” и “мокрых” воздухоохладителях?

3. В каком случае процесс охлаждения происходит без изменения влагосодержания?

4. Как осуществляется удаление конденсата с поверхности воздухоохладителя?

5. Как организуется работа воздухоохладителя, чтобы исключить унос влаги (конденсата) с охлажденным воздухом?

§

Принцип действия, устройство автономного кондиционера

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение конструкции автономного кондиционера и сплит – системы. Практическое использование и закрепление знаний по построению процессов обработки воздуха в d-I диаграмме влажного воздуха.

В результате проведения работы должны быть закреплены знания по процессам обработки воздуха.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

На примере моноблочного бытового автономного кондиционера оконного исполнения БК-1500, используемого в жилых и общественных помещениях площадью до 25 м2 рассматриваются основные узлы системы.

Общий вид бытового кондиционера и сплит-системы на рис. 22.

Как пользоваться анемометром видео - МастерокКак пользоваться анемометром видео - Мастерок

а б

Рис.22. Кондиционеры:

а – автономный кондиционер; б – сплит-система.

Бытовой автономный кондиционер обеспечивает:

– охлаждение воздуха;

– автоматическое поддержание заданной температуры;

– очистку воздуха от пыли;

– вентиляцию;

– уменьшение влажности воздуха;

– изменение скорости движения и направления воздушного потока.

Все узлы кондиционера смонтированы на металлическом основании. Кожух выполнен из пластмассы, что обеспечивает уменьшение теплоотдачи и поглощает шум работающего агрегата.

Металлической перегородкой, приваренной к основанию, кондиционер разделен на два герметически изолированных отсека: наружный и внутренний (рис. 23).

На перегородке 7 предусмотрено отверстие, перекрываемое заслонкой 3, с помощью которой регулируют приток наружного воздуха (до 15%) в помещение.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 23. Бытовой кондиционер:

А, Б – внутренний и внешний отсеки;

1 – осевой вентилятор, 2 – электродвигатель вентилятора,

3 – заслонка подачи наружного вентиляционного воздуха,

4 – центробежный вентилятор, 5 – испаритель, 6 – воздушный

фильтр, 7 – теплоизолированная перегородка, 8 – пульт управления,

9- капиллярная трубка, 10 – фильтр-осушитель холодильного агента,

11 – отделитель жидкости, 12 – компрессор, 13 – конденсатор.

Внутренний отсек кондиционера, установленного в оконном проеме, находится внутри помещения, а наружный располагается вне его.

Вентиляторы имеют две скорости вращения вала, что делает возможным регулирование производительность вентиляторов и скорости движения воздуха через испаритель и конденсатор.

Компрессор, конденсатор, осушитель и отделитель жидкости расположены в наружном отсеке, а испаритель – во внутреннем. Компрессор ротационного типа.

Холодильный агрегат – заполнен хладоном-22. Охлажденный воздух поступает в помещение через поворотную решетку.

Осевой вентилятор, расположенный в наружном отсеке, предназначен для охлаждения конденсатора наружным воздухом, засасываемым через жалюзи в боковых стенках кожуха.

Центробежный вентилятор, установленный во внутреннем отсеке, кондиционера, служит для засасывания воздуха из помещения через решетчатую часть декоративной панели и нагнетания охлажденного и очищенного от пыли воздуха в помещение через поворотную решетку.

Электродвигатель вентиляторов включается в работу при пуске компрессора, однако он может быть также включен в работу в режиме вентиляции и при отключенной холодильной машине.

Пульт управления с пуско-защитным устройством предназначается для пуска, остановки и управления работой кондиционера, установления желаемой температуры в помещении и автоматического поддержания ее, а также для обеспечения защиты двигателя компрессора от перегрузки.

На лицевой стороне пульта смонтирована панель с тремя ручками для управления работой кондиционера (ручка переключения режимов, ручка регулятора температуры – ручка термостата, ручка заслонки воздухообмена).

Таблица 10. Характеристики оконных кондиционеров.

Fujitsu General оконного кондиционера AKH7AGS
Мощность охлаждения: 2.1 кВт  
Мощность нагрева: –  
Размер внутреннего блока 349x457x455 мм
Потребляемая мощность, кВт 0.75 ~ 0.84
Режимы работы только охлаждение
Фреон R22
Вес комплекта, кг 28.0
Электропитание (В; Гц.) 1~, 220-240; 50
Циркуляция воздуха, м3/час
Fujitsu General оконный кондиционер AKH9RGS
Мощность охлаждения: 2.5 кВт  
Мощность нагрева: 2.8 кВт  
Размер внутреннего блока 349x457x548 мм
Потребляемая мощность, кВт 0.94 ~ 1.00
Режимы работы охлаждение / нагрев
Фреон R22
Вес комплекта, кг 37.0
Электропитание (В; Гц.) 1~; 220-240; 50
Циркуляция воздуха, м3/час

Перед пуском кондиционера необходимо проверить наличие воздушного фильтра и открыть поворотную решетку передней панели.

Вставить вилку в розетку. При этом ручка переключателя должна находиться в положении “Выключено”.

Для пуска кондиционера необходимо повернуть ручку переключателя в одно из четырех рабочих положений в соответствии с желаемым режимом: “кондиционирование”, (слабое или сильное), вентиляция (слабая или сильная). В режиме “кондиционирование” осуществляется понижение температуры воздуха в помещении, очистка его от пыли, а также уменьшение влажности.

В режиме “вентиляция” происходит циркуляция и очистка воздуха в помещении без понижения его температуры. При этом при открытой заслонке происходит приток свежего наружного воздуха.

Желаемая температура воздуха в помещении задается поворотом ручки регулятора температуры в одно из следующих положений: “1” и “3” – слабое охлаждение; “6” – нормальное охлаждение; “9” – сильное охлаждение.

Внимание! Запрещено ставить ручку термостата в положение “непрерывно”.

Ручка заслонки воздухообмена при работе в режиме “кондиционирование” должна находиться в положении “закрыто”. Ручку переводят в положение “открыто” для осуществления притока наружного воздуха в помещение при работе кондиционера в режиме “вентиляция”.

Сплит – система.

Устройство данного типа кондиционера (приложение 5): внешний блок – это металлический ящик с вентилятором и соответствующими отверстиями, в котором находится компрессор, капиллярная трубка, вентилятор внешнего блока, а также конденсатор. Еще во внешнем блоке «теплого» кондиционера размещается четырехходовый клапан, который позволяет направить процесс вспять и заставить кондиционер обогревать воздух не снаружи, а внутри. Также во внешнем блоке (рис.24) кондиционера размещается плата управления компрессора. В последнее время получили распространение сплит-системы с генератором кислорода. В этом случае рядом с компрессором размещается мембрана и вакуумный насос кислородного генератора.

Как пользоваться анемометром видео - Мастерок

Рис. 24. Схема сплит – системы.

Внутренний блок кондиционера бывает разных форм. Самый распространенный – настенный. Бывает также кассетный, канальный, напольный, подпотолочный, колонный, угловой и т.д. Внутренний блок сплит-системы содержит испаритель и вентилятор. Во внутреннем блоке размещается соответствующая электроника.

Вентилятор диагональный и представляет собой полый цилиндр, стенки которого составлены из крыльчатки. Воздух проходит сквозь вентилятор и через диффузор выбрасывается в комнату. Такие вентиляторы при небольших размерах и низком уровне шума позволяют продувать через себя довольно большое количество воздуха.

Испаритель как бы огибает вентилятор. Забор воздуха происходит как с лицевой части настенного блока, так и сверху. При охлаждении воздух происходит конденсация влаги из него. Для отвода конденсата из внутреннего блока под нижними частями испарителя установлены ванночки, из которых вода стекает в дренажную трубку. Чаще всего дренажная трубка выводится на улицу, куда конденсат сливается самотеком. Скорость конденсации воздуха зависит как от мощности кондиционера, так и от влажности в помещении.

Сплит-система не может работать без соединительных коммуникаций. Это две медные трубы для жидкости и газа в теплоизоляции, кабели связи и питания. Обычно все коммуникации при монтаже скрепляются монтажным скотчем в жгут, куда также входит и дренажная трубка. Такой жгут имеет диаметр 4-5 см и может быть уложен в пластиковый короб или замурован в стену.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector