Лабораторная работа 3 Увлажнение воздуха

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.

Лабораторная установка кондиционирования воздуха

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.

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:

t_{c III} - температура "сухого" термометра на входе в камеру увлажнения;

t_{c I}, t_{м I} - температура "сухого" и "мокрого" термометров воздуха,

входящего в УКВ;

t_{c VI} - температура "сухого" термометра воздуха, обработанного в УКВ;

t_IV - температура воды в поддоне;

V_в - расход воздуха, м³/с (с помощью анемометра);

G_w - расход воды, подаваемой в форсунки (по работе насоса), кг/с;

J_н - ток, потребляемый электродвигателем насоса, А;

J_вент - ток, потребляемый электродвигателем вентилятора, А;

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

Рис. 18. Процесс увлажнения воздуха

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

Массовый расход воздуха, кг/с,

, (17)

где r_в - плотность воздуха, кг/м².

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

g_w = L (d_VI - d_III) (18)

3. Производительность форсунки, кг/с,

g_ф = 0,0327 р_w^0,48 d_w^1,38 (19)

где d_ф =2 мм - диаметр выходного отверстия форсунки,

р_w - давление воды перед форсунками, мПа.

4. Теоретическое количество форсунок , шт.,

n_ф = G_w / g_ф. (20)

5. Коэффициент эффективности оросительной (форсуночной) камеры

(21)

6. Коэффициент орошения

r = G_w / L (22)

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

(23)

где U_н , J_н - показания вольтметра и амперметра;

t - продолжительность эксперимента, ч.

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

(24)

где U_вент, J_вент - показания вольтметра и амперметра.

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

(25)

где С_{эл. эн} - стоимость электроэнергии, руб./(кВт×ч);

С_w - 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

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?