Испытательный стенд Советский патент 1978 года по МПК G01M15/00 G01K17/00 F25B11/00 

(54) ИСПЫТА 1РЕЛЬНЫЙ СТЕНД

1

Изобретение относится к йэлодильной технике и является усовершенство,ванием известного испытательного стенда.

Из ocHOBHoroi авт.свид. №311106 известен испытательный стенд, обеспечивающий возможность прхэведения испытаний турбодетандеров при пониженных температурах сжатого рабочего тела и получение некоторого количества его в жидком состоянии за счет включения в магистраль сжатого рабочего тела - теплообменника, охлаждаемого рабочим:, телом после турбодетандера и соединенного через дроссельный вентиль со сборником жидкого рабочего тела, паровое пространство которого подключе но к линии связи магистрали охлажденного рабочего тела с теплообменником, В этом стенде для отбора работы -турбодетандера есть:тормозное устройство.

Недостатком стенда является то, что регулирование температуры сжатого рабочего тела на входе турбоде-тандера TO осуществляется изменением количества обратного потока теплообменника путем/пеоепуска части рабочего тепа после турбодетандера, минуя теплообменник. Так как теплообменник обладает определенной теплоемкость|о, такой способ регулирования в зна(чительной степени инерционен, вследствие чего испытания цен-, тростремительных турбодетандеров во влажнопаровых режимах сопряжены с риском аварийных остановок машины. Влажнопаровой режим характерен тем, что входные парамет ш рабочего тела находятся в газовой области, выходные в двухфазной. Для получения большей доли жидкой фазы в выходящем из машины потоке рабочего тела необходимо поддерживать Т возможно более низкой. При давлении рабочего тела на входе в турбодетандер, не превышающем критическое, нижний предел То равен температуре насыщения пара. Значительная инерционность этого метода регулирования Т - фактор, влияющий на точность поддержания То , особенно при колебаниях давления в магистрали сжатого рабочего тела. Вследствие этого велика возможность того, что параметры рабочего тела на входе в урбодетандер окажутся, хотя бы кратковременно, в двухфазной области. Тогда частицы жидкости, пройдя направляющий аппарат ивитростремительного турбодетандера и попадая в рабочее

колесо, отбрасываются под действием центробежных сил обратно в направляющий аппарат, приводя к аварийной остановке машины.

Кроме того, вследствие значительной инерционности принятого метода регулирования Т процесс снятия рабочих характеристик турбодетандера при различных TQ растягивается по времени, приводя к неоправданному перерасходу электроэнергии, потребляемой компрессором, обеспечивающим испытательный стенд сжатым рабочим телом. Если учесть, что испытания турбодетандеров относятся к числу наиболее энергоемких экспериментов, в холодильной технике, то последнее обстоятельство имеет немаловажное значение.

Цель изобретения - повышение надежности работы и снижение энергопотребления.

Это достигается тем, что испытательный стенд снабжен электроподогревателем, установленным в линии сжатого воздуха ме;кду теплообменником и турбодетандером.

В этом стенде значительно уменьшена инерционность регулирования температуры сжатого рабочего тела на входе в турбодетандер за счет применения электроподогревателя, установленного на линии сжатого рабочего тела непосредственно перед входом в турбодетандер. Мощность электроподогревателя составляет лишь несколько процентов от мощности привода компрессора.

На чертеже изображена структурная схема испытательного стенда.

Стенд содержит компрессор 1, концевые холодильники 2, 3, запорный вентиль 4, теплообменник 5, дроссельные вентили 6, 7, фильтры 8, 9, электроподогреватель 10, тербодетандер 11, сборник 12 жидкой фазы рабочего тела, уровнемер 13, вентили 14, 15, 16, 17, 18, расходомерные устройства 19f 20, газгольдер 21, компрессорную ступень 22 турбодетандера 11, редукторы 23, 24, 25, предохранительный клапан 26, баллон со сжатым рабочим телом 27 и соединительные трубопроводы .

Стенд работает следующим образом.

Сжатое в компрессоре 1 рабочее тело, .пройдя концевой холодильник 2/ запорный вентиль 4, теплообменник 5, дроссельный вентиль 7, фильтр 8, поступает в электрогтодогреватель 10, в котором нагревается до требуемой температуры .Т0 . Далее поток сжатого р бочего тела направляется в турбодетандер 11, при влажнопаровом режиме работы которого расширившееся в нем рабочее тело представляет собой двухфазный поток. Жидкая фаза отделяется и накапливается в сборнике жидкости 12. Количество накопленной жидкости косвенно определяется по урозЛ1емеру 13. Выходящий из сборника 12 поток газа через вентиль 14 (вентиль 15 5 закрыт) поступает в теплообменник 5 в качестве обратного потока. Нагревшись в теплообменнике, поток низкого давления проходит расходомерное устройство 20 и поступает в газгольдер 21. В стенде предусмотрена возможность получения некоторого количества жидкого рабочего тела посредством дррссельного вентиля 6.

Тормозное устройство состоит из

5 бездиффузорной компрессорной ступени 22, регулировочного вентиля 18, холодильника 3 и расходомерного устройства 19. Для регулирования давления в тормозном устройстве его линия

Q всасывания через вентиль 17 соединена с полостью газгольдера и через редуктор 23 - с линией высокого давления. При испытаниях турбодетандеров, имеющцк подшипники на газовой смазке, в стенде предусмотрена линия наддува опор, состоящая из фильтра тонкой очистки 9 и редуктора 24, соединенного с линией высокого давления.

Накопленная в сборнике 12 жидкая фаза рабочегр тела отводится из стенда с помощью вентиля 16.

Для предотвращения недопустимого повышения давления в сборнике 12 жидкости, он соединен через предохранительный клапан 26 с газгольдером 21.

5 Для пополнения возможных потерь рабочего тела в стенде предусмотрен некоторый его запас в баллоне 27, соединенном через редуктор 25 с газгольдером 21.

0 Использование изобретения позволит при давлении рабочего тела на входе в машину не выше критического производить испытания центростремительных турбодетандеров во влажно5 паровых режимах с получением максимально возможных количеств жидкой фазы на выходе из машины без ее аварийных остановок. Кроме того, процесс снятия рабочих характеристик турЬоQ детандеров в интервале пониженных входных температур рабочего тела потребует существенно меньших затрат электроэнергии.

Формула изобретения Испытательный стенд по авторскому свидетельству 311108, отличающийся тем, что, с целью 1 повышения надежности работы и снижения энергопотребления, он снабжен электроподогревателем, установленным в линии сжатого воздуха между теплообменником и т бодетандером.