15
При тарировании и измерении машина должна находиться в одних и тех же условиях, т. е. с одними и теми же закрытиями, одинаковыми системами охлаждения и условиями монтажа. Температура и все прочие условия окружающей среды в обоих случаях должны быть практически одинаковыми. Расход охлаждающей среды должен поддерживаться на одном и том же уровне и ее температура на входе в обоих опытах как можно более близкой. До получения окончательных результатов опыта должно быть достигнуто установившееся состояние, указанное в п. 5.4, а условия, приведенные в пп. 5.1, 5.2 и 5.3, должны соответствовать данному методу.
5.4. Установившееся состояние
Тепловое равновесие считается достигнутым, если измеряемые потери на протяжении 2 ч неизменны с точностью до ± 1 % и повышение температуры охлаждающей среды изменяется не более чем на +1 % в час при неизменном ее расходе.
Если температура охлаждающей среды при входе или температура обмоток изменяется более чем на ±0,3 К/ч, то температурное равновесие может оказаться трудно достижимым; в этом случае следует выбирать более низкое значение температуры охлаждающей среды при входе. При калориметрических измерениях на воздухе это условие может быть принято в качестве критерия установившегося состояния; однако в случае определения полных потерь или когда допуски на измерения этого не требуют, можно принять ±0,5 К/ч.
Если стабильность температуры при входе в машину не соответствует указанным выше условиям, может оказаться целесообразным перенести испытания на более благоприятное время.
5.5. Потери Р2, не передаваемые охлаждающей среде
5.5.1. Потери Р2 состоят из потерь, передаваемых теплопередачей через фундамент и вал, обычно очень малых и трудно измеряемых; потерь, обусловленных соприкосновением наружной поверхности машины с окружающим воздухом (конвекция); потерь, вызываемых изменением кинетической энергии охлаждающего воздуха, циркулирующего в машине с разомкнутым циклом вентиляции, которые могут быть вычислены, кВт, по формуле
, (24)
где Q — расход воздуха, м3/с;
ρ — плотность воздуха, кг/м3;
v — скорость воздуха при выходе, м/с.
5.5.2. Потери P2 (в том числе от утечки) следует уменьшать, воздействуя на расход или на температуру охлаждающей среды, чтобы уменьшить разность температуры с окружающей средой, но не в ущерб общей точности измерения температуры. Принятие этих предосторожностей особенно важно в случае измерения потерь отдельных видов.
Потери Р2 могут быть уменьшены теплоизоляцией поверхностей теплообмена с введением в расчет коэффициента теплопроводности примененного теплоизолирующего материала. В частности, это целесообразно, если трудно подавить внешние потоки воздуха или поддерживать температуру окружающей среды относительно постоянной.
При таком выполнении опытов, чтобы потери Р2 оставались меньше 2,5 % от потерь Pi, измеренных при полной нагрузке, или меньше 5 % от потерь Pi, измеренных по методу отдельных потерь в расчет принимаются практически только потери, рассеиваемые поверхностью машины. Потери Р2, кВт, могут быть вычислены по формуле
Р2 = h S Δϑ, (25)
где h — коэффициент теплоотдачи;
S — рассматриваемая поверхность, м2;
Δϑ — разность между температурой внутри расчетной поверхности и температурой окружающей среды, К.
5.5.3. Значение h для потерь, рассеиваемых поверхностью, находится между 10 и 20 Вт/(м2·К) с приемлемым значением 15 Вт/(м2·К) в случае принятия предосторожностей для подавления потоков воздуха на поверхности теплообмена.
Примеры определения h для потерь, рассеиваемых поверхностями теплообмена, соприкасающимися с воздухом:
для наружных поверхностей h = 11 + 3v Вт/(м2·К), где v — скорость окружающего воздуха, м/с;
для поверхностей, полностью охватываемых наружной поверхностью машины, h = 5+3v Вт/(м2·К), где v — скорость охлаждающего воздуха.
5.6. Потери вне расчетной поверхности Ре