РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НОВЫХ КОМПРЕССОРНЫХ МАСЕЛ
Для современного холодильного оборудования научно обоснованный выбор
компрессорных масел является приоритетной задачей. Многочисленность и
разнородность предъявляемых к ним требований [34, 35, 52–58] делают вопросы
разработки и выбора соответствующих масел сложной технической проблемой. О
важности этой задачи свидетельствует тот факт, что около 60 % производимой в
мире энергии расходуется на преодоление сил трения, а причиной около 70 %
аварий технических устройств является неправильный режим смазки [59].
Присутствие примесей масла в элементах компрессорной системы в значительной
мере влияет на термодинамические свойства рабочего тела. Причем необходимо
подчеркнуть, что энергетическая эффективность оборудования будет зависеть как
от выбора хладагента, так и от оптимального выбора компрессорного масла [34,
35, 58–61]. Присутствие примесей масла в рабочем теле приводит к понижению
холодопроизводительности, увеличению работы сжатия, уменьшению холодильного
коэффициента [61–67], уменьшению коэффициента теплопередачи в испарителе
[68–72].
При отсутствии информации о термодинамических свойствах компрессорных масел и
многообразии применяемых хладагентов производителям холодильного оборудования,
специалистам сервисного обслуживания холодильной техники достаточно трудно
сделать обоснованный выбор определенного сорта холодильного масла. Не менее
важной является проблема идентификации приобретаемого на рынке компрессорного
масла.
Принимая во внимание все вышеперечисленные проблемы, целью настоящей работы
являлось исследование теплофизических свойств нашедших широкое применение в
холодильной технике компрессорных масел: ХМИ Азмол, ХС 15, ХС 40, Planetelf ACD
100 FY, Reniso WF 15A, Mogul ONF 46, Lunaria FR 32, Castrol Icematic SW22,
Castrol Icematic SW32.
В табл. 2.1 приведены основные технические характеристики исследованных масел.
Таблица 2.1
Основные технические характеристики компрессорных масел
Компрессорное масло
Тип масла
Цвет
Кислотное число, мг KOH·г-1
Температура вспышки, K
Температура помутнения, K
Температура застывания, K
XC 15
минеральное
0.5**
0.02**
463**
217**
ХМИ Азмол
минеральное
1**
0.02**
426**
186* (5% в R-600а)
223**
Planetelf ACD 100 FY
полиэфирное
< 0.1**
543**
249* (5% в R-245fa)
243**
Mogul ONF 46
минеральное
0.01**
683**
238**
Lunaria FR 32
минеральное нафтеновое
438**
217** (5% в R-12)
233**
XC 40
минеральное синтетическое
1**
< 0.02**
473**
215**
Reniso WF 15A
минеральное
нафтеновое
0.5**
0.02**
437**
214** (9% в R-600а)
Castrol Icematic SW22
полиэфирное
300**
0.05**
513**
215* (5% в R-134a)
213**
Castrol Icematic SW32
полиэфирное
300**
0.15**
525**
219**
* Данные получены в лаборатории кафедры инженерной теплофизики ОГАХ
** Данные производителя компрессорных масел
К сожалению для указанных в табл. 2.1 масел в настоящее время в литературе
отсутствует информация об их теплофизических свойствах. Это обстоятельство в
значительной мере затрудняет процедуру идентификации масел и делает
принципиально невозможным выполнение теоретических исследований направленных на
дальнейшее развитие методов расчета теплофизических свойств растворов
хладагент/компрессорное масло. С целью получения информации о капиллярной
постоянной, плотности, вязкости, показателе преломления, давления насыщенных
паров, теплоемкости и молекулярной массе компрессорных масел на кафедре
инженерной теплофизики ОГАХ была создана специализированная лаборатория.
2.1. Исследования капиллярной постоянной и псевдокритической температуры
компрессорных масел
Информация о капиллярной постоянной требуется для расчета поверхностного
натяжения масел и растворов хладагент/масло. Эти данные необходимы для
моделирования процессов теплообмена при фазовых переходах [71, 73]. Кроме того,
данные по капиллярной постоянной могут являться источником информации для
определения псевдокритической температуры компрессорных масел и РХМ [74].
Для исследования капиллярной постоянной компрессорных масел был использован
дифференциальный капиллярный метод [75]. Схема экспериментальной установки
изображена на рис. 2.1.
Основным элементом установки является стеклянная измерительная ячейка 4,
которая представляет собой толстостенную стеклянную ампулу, внутри которой
установлены три калиброванных капилляра различного диаметра. Для исключения
сорбции влаги маслами из окружающей среды в верхней части ячейки установлен
вентиль 5.
Измерительная ячейка термостатировалась в стеклянном сосуде Дьюара 7, в котором
установлены мешалка 8, теплообменник 2 и лабораторный термометр 3. В качестве
термостатирующей жидкости 6 использовалась дистиллированная вода. Для создания
и поддержания заданного температурного уровня в промежуточном термостате к
теплообменнику 13 подключался водоохладитель ВДО 0.35. Термостатирование
измерительной ячейки осуществлялось при помощи системы регулирования
температуры состоящей из контактного термометра 10, усилителя контактного
термометра 9 и нагревателя 12.
Рис. 2.1. Схема экспериментальной установки для исследования поверхностного
натяжения масел:
1 – катетометр КМ 8; 2, 13 – теплообменник; 3 – лабораторный ртутный термометр;
4 – измерительная ячейка c капиллярами; 6 – термостатирующая жидкость; 7 –
сосуд Дьюара; 8 – мешалка; 9 – усилитель контактного термометра УКТ 4У2; 10 –
контактный термометр; 11 – насос; 12 – нагреватель; 14 – водоохладитель ВДО
0.35
При термостатировании колебания температуры в термостате не превышали ±0.05 К.
Температура во время опытов измерялась лабор
- Київ+380960830922