Климатические установки

С помощью климатических установок искусственно поддерживают параметры окружающей среды, характерные для разных климатических зон: полярный климат, сухие и влажные тропики, морской влажный климат и др.

В экспериментах обычно имеет место постоянный температурный режим с плавным переходом от одного температурного уровня к другому. При необходимости имитируют резкое изменение температуры окружающей среды (от положительной температуры воздуха до наступления заморозков) с помощью специальных установок.

Конкретными примерами климатических установок служат лаборатории для испытания транспортных средств (автомобили, железнодорожные вагоны), биологических объектов, строительных материалов и конструкций и др.

Транспортные средства испытывают в камерах, оборудованных изоляцией и системами охлаждения, имитирующими воздействие на объект потоков воздуха заданной температуры и скорости. Для этого используют замкнутую воздушную систему охлаждения с воздухоохладителями, расположенными внутри камеры. Возможно использование разомкнутой схемы циркуляции воздуха воздушным детандером. Камеры представляют собой крупные сооружения из кирпича либо бетона. Холодильно-нагревательные комплексы таких камер обеспечивают поддержание температурного режима в пределах +60- −60°С и создают циркуляцию воздуха в рабочем объеме со скоростью, равной возможной скорости движения транспортного средства.

Испытания строительных материалов и конструкций реализуют в небольших термошкафах либо крупных камерах. Исследуют различные свойства (теплопроводность, гигроскопичность, прочность) в зависимости от температуры.

Камеры оборудуют пристенными и потолочными батареями, обеспечивающими равномерное температурное поле в объеме опытной камеры. При испытаниях биологических объектов с целью выяснения влияния окружающей среды на развитие и жизнедеятельность растений требуется длительное поддержание температурно-влажностного режима с минимальными колебаниями регулируемых параметров.

Предусматривают возможность имитации солнечного облучения растений. При централизованном холодоснабжении применяют систему охлаждения с вторичным хладоносителем в комплексе с электроподогревателями. Применяют автономные установки с непосредственной системой охлаждения.

"1 комментарий"

Холод в метрологической службе

Испытательные комплексы подразделяют на климатические и высотные. В климатических комплексах с помощью искусственного холода создают условия зимнего и полярного климата.

В высотных установках имитируют условия, характерные для верхних слоев земной атмосферы, — пониженные температуры и давление воздуха. Испытательный комплекс включает испытательную камеру, холодильные машины, оборудование, системы и приборы контроля, замера, управления, защиты, автоматизации и др. Кроме поддержания пониженной температуры воздуха предусматривают возможность поддержания температур воздуха, вакуума, переменной влажности воздуха и др.

Полезный объем испытательных камер охватывает диапазон от долей метра до сотен кубических метров. Камеры имеют надежный изоляционный слой. Их оборудуют специальными люками, воротами. Визуальное наблюдение за протеканием эксперимента производят через смотровые окна с многослойным остеклением. Предусматривают специальные меры по предотвращению замерзания влаги на элементах остекления.

Для испытательных комплексов характерен нестационарный тепловой режим, что необходимо учитывать при расчете и подборе холодильного оборудования. Широкое распространение получают парокомпрессионные холодильные машины, работающие на R22 и R13. Система охлаждения — непосредственная с использованием батарей и воздухоохладителей.

При температурах воздуха в камерах —60°С и ниже можно использовать воздушные холодильные машины.

"Добавить комментарий"

Искусственное замораживание грунтов

В строительстве применение искусственного холода связано с сооружением шахт, туннелей, противофильтрационных завес в плотинах мерзлого типа и охлаждением массивных бетонных плотин. Например, при строительстве подземных сооружений в горнорудной, угледобывающей промышленности, транспортных комплексах применяют замораживание подземных вод или водоносных грунтов. При этом в водоносных грунтах вокруг будущего туннеля или шахтного ствола создается временное или постоянное льдогрунтовое защитное сооружение. Последнее должно служить в качестве водонепроницаемой перегородки либо играть роль подпорки стенки, выдерживающей давление воды и грунта. Замороженные водоносные грунты обладают более высокой прочностью, чем талые. Обычно проходку водоносных грунтов замораживанием осуществляют при толщине слоев грунта более 10 м.

Наиболее широко используют замораживающие колонки (теплообменник типа «труба в трубе»), которые помещают в скважины, пробуренные по периметру предполагаемой выработки. Внутри замораживающих колонок циркулирует хладоноситель с отрицательной температурой, благодаря чему вокруг колонок намерзают льдогрунтовые цилиндры, радиусы которых постепенно увеличиваются до смыкания и образования сплошной льдогрунтовой стенки.

Охлажденный раствор подают во внутреннюю (питающую) трубу колонки. Нижний (открытый) конец питающей трубы не доходит до дна колонки на 0,4—0,5 м. Хладоноситель отводит тепло от грунта через наружную стенку колонки, поднимаясь по кольцевому зазору между наружной и внутренней трубами.

С помощью замораживающих колонок можно создавать плоские и цилиндрические льдогрунтовые стенки. При создании цилиндрических стенок диаметр окружности, по которой располагаются колонки, должен быть равен диаметру выработки плюс толщина льдогрунтового ограждения. В случае существенного отклонения размеров диаметра окружности, на которой располагаются колонки, от требуемого могут возрасти затраты на буровые и монтажные работы, связанные с увеличением числа скважин или необходимостью дополнительной выработки замороженной породы.

Толщина льдогрунтового слоя определяется из требования прочности. При этом необходимо учитывать возможные отклонения направления скважин при бурении от заданного. В случаях формирования льдогрунтового ствола — глубиной до 400 м применяют схему однорядного расположения замораживающих колонок. Для более глубоких шахтных стволов замораживающие колонки располагают в два ряда по периметру ствола.

Поступление воды в шахтные стволы через их основания предотвращают углублением на 2—3 м замораживающих колонок в водоупорный слой грунта либо созданием льдогрунтовой подушки с помощью замораживающих колонок, размещенных в площади основания ствола.

"Добавить комментарий"

Гибка труб с замороженной в них водой

Основным способом придания трубопроводам необходимой конфигурации является гибка при комнатной температуре с применением наполнителя — минерального песка. Однако он имеет ряд недостатков: образование складок и овальностей, внедрение твердых и острых частиц в металлическую поверхность и др. В качестве наполнителя используют также канифоль (температура плавления свыше 150°С). Применение канифоли связано с высокой опасностью для обслуживающего персонала, а также сложностью удаления ее из труб после их гибки.

Способ гибки труб, наполненных замороженной водой, выгодно отличается от рассмотренных выше. Трубы, предварительно наполненные водой, охлаждают до —25-30°С, чтобы уменьшить возможность частичного оттаивания льда, особенно в местах контакта труб с элементами гибочного станка. Допускается повторное замораживание воды в трубопроводах при помещении их в камеру замораживания.

В случае гибки труб из легированных сталей при замораживании в них воды и понижении температуры до —30-40°С повышаются их механические свойства.

"Добавить комментарий"

Осушение сжатого воздуха холодильными машинами

Наиболее часто в промышленной практике применяют два метода удаления влаги из сжатого воздуха: охлаждением его до температур ниже температуры точки росы и использованием твердых поглотителей-адсорбентов. Каждый из указанных методов имеет свои преимущества и недостатки.

При сушке сжатого воздуха методом охлаждения стараются реализовать рекуперативный теплообмен между охлажденным и осушенным воздухом и атмосферным воздухом, поступающим на холодильную обработку, что позволяет сократить расход энергии на 50%.

Влага конденсируется в поверхностном либо контактном аппаратах. Причем в последнем воздух вводится в контакт с охлажденной жидкостью. Применяют поверхностные воздухоохладители вертикальные, горизонтальные, кожухотрубные, радиальные и др. В качестве контактных аппаратов служат скрубберы различных конструкций с разбрызгиванием охлаждающей жидкости или с орошаемой насадкой. Не допускается унос капель влаги и снега, для чего применяют специальные влаго и снегоуловители.

В рассмотренных установках используют парокомпрессионные машины, работающие на аммиаке и хладонах.

"Добавить комментарий"

Еще...