5.1 Методы испытаний теплообменников
5.1.1 Проверку теплообменников на соответствие требованиям 3.2.5, 3.2.12-3.2.17 проводят внешним осмотром с использованием универсальных измерительных инструментов. Габаритные, установочные и присоединительные размеры проверяют универсальными измерительными инструментами или калибрами.
5.1.2 Контроль теплообменников на соответствие их функциональных показателей контрольным характеристикам (3.2.4) проводят на стенде типа "Тепловая аэрогидравлическая труба" или подобном ему, предназначенном для определения функциональных показателей и характеристик испытуемых теплообменников.
Общий принцип действия стенда заключается в том, что тепло от горячего теплоносителя, циркулирующего через теплообменник с определенной начальной температурой, поддерживаемой за счет нагрева от постороннего источника (например, электроподогревателей), отводится в холодный теплоноситель с постоянной начальной температурой. Подведение тепла к горячему теплоносителю (воде, маслу, наддувочному воздуху) осуществляют в подогревателях воды, масла и наддувочного воздуха. Подогреватели должны быть снабжены нагревательными элементами с плавной или ступенчатой регулировкой мощности. Подогреватели воды и масла должны быть размещены в резервуарах, имеющих дренажные трубопроводы и расширительные бачки, сообщенные с атмосферой.
Циркуляцию воды осуществляют посредством насосов, предназначенных для работы на горячей воде. Циркуляцию масла осуществляют с помощью шестеренных насосов. Подачу охлаждающего воздуха через испытываемый теплообменник обеспечивают посредством вентиляторов. Целесообразно применение приводных электродвигателей насосов и вентиляторов с регулируемой частотой вращения. Во входном патрубке вентилятора может быть размещена регулировочная дроссельная заслонка с дистанционным управлением. При испытаниях теплообменников для охлаждения наддувочного воздуха в качестве горячего теплоносителя должен быть использован сжатый воздух от компрессорной станции или другого источника.
При испытаниях теплообменников должна быть исключена рециркуляция нагретого воздуха и обеспечено равномерное температурное поле и поле скоростей на входе атмосферного воздуха в остов теплообменника с отклонением от среднего значения не более ±5%.
Комплексную проверку стенда осуществляют путем проведения контрольных испытаний эталонных образцов теплообменников с известными функциональными характеристиками. В случае несоответствия показателей при контрольных испытаниях осуществляют проверку испытательного оборудования, выявляют причины несоответствия и принимают меры по их устранению.
5.1.3 Нестандартные средства измерений должны иметь тарировочные зависимости, полученные с помощью поверенных стандартных средств.
5.1.4 Условия проведения испытаний
Испытания проводят при начальных температурах теплоносителей на входе в теплообменник, близких к принятым температурам приведения.
Испытания проводят на стационарном тепловом режиме, характеризуемом изменением перепада температур горячего теплоносителя не более 0,1 °С за 5 мин при отклонении от заданного расхода теплоносителя не более ±2%.
5.1.5 Тепловую и аэродинамическую характеристику радиаторов систем охлаждения двигателя и радиаторов отопителя определяют при двух или трех постоянных значениях расхода воды и при шести-восьми значениях массовой скорости воздуха перед фронтом остова радиаторов. Их гидравлические характеристики определяют при шести-восьми значениях расхода воды.
5.1.6 Определение функциональных характеристик воздушно-масляных теплообменников осуществляют при двух или трех постоянных значениях расхода масла и при шести-восьми значениях массовой скорости воздуха перед фронтом остова радиатора. Гидравлическую характеристику определяют при шести-восьми значениях расхода масла.
5.1.7 Определение функциональных характеристик жидкостно-масляных теплообменников осуществляют при двух или трех постоянных значениях расхода воды и при шести-восьми значениях расхода масла. Гидравлическую характеристику определяют при шести-восьми значениях расхода воды.
5.1.8 Определение функциональных характеристик теплообменников для охлаждения наддувочного воздуха (ТОНВ) осуществляют при двух или трех постоянных значениях расхода горячего воздуха и при шести-восьми значениях массовой скорости воздуха перед фронтом ТОНВ. Сопротивление на стороне наддувочного воздуха определяют при шести-восьми значениях его расхода.
5.1.9 При стендовых испытаниях теплообменников определяют:
- расходы холодного и горячего теплоносителей, кг/с;
- температуры холодного и горячего теплоносителей на входе в теплообменник, °С;
- температуры холодного и горячего теплоносителя на выходе из теплообменника или перепады их температур и соответственно, °С;
- давления холодного и горячего теплоносителей на входе в теплообменник, Па;
- давления холодного и горячего теплоносителей на выходе из теплообменника, Па.
5.1.10 В зависимости от средних температур теплоносителей и пo таблицам теплофизических свойств воды, масла и воздуха по [1] определяют удельные теплоемкости теплоносителей и , Дж/(кг·°С).
5.1.11 Массовую скорость охлаждающего воздуха , кг/(м·с), вычисляют по формуле
, (1)
где - массовый расход воздуха, кг/с;
- площадь фронта остова теплообменника, м.
5.1.12 Теплоотдачу (тепловой поток) теплообменника , Вт, определяемую стендовыми испытаниями, вычисляют по формуле