Исследование рабочих процессов и создание конструкции газожидкостного агрегата с гладким и профилированным поршневым бесконтактным уплотнением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат наук Виниченко, Василий Сергеевич

• Виниченко, Василий Сергеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Виниченко, Василий Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ АГРЕГАТОВ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОТЕКАЮЩИХ В НИХ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Классификация конструкции

1.2. Процессы и функции объекта исследования

1.2.1. Схемы и рабочие процессы газожидкостных агрегатов с совмещёнными газовой и жидкостной полостями

1.2.2. Схемы и рабочие процессы газожидкостных агрегатов с разделёнными газовой и жидкостной полостями

1.3. Возможное применение газожидкостных агрегатов

1.3.1. Автотранспортная и автотракторная техника

1.3.2. Постановка задач исследования

1.3.3. Производство ремонта и обслуживания технических объектов

1.4. Обоснование конструкции объекта и постановка задач исследований

1.4.1. Обоснование и выбор конструкции объекта исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ГАЗОЖИДКОСТНОГО АГРЕГАТА

2.1. Анализ известных методик расчет рабочих процессов газовой полости

2.2. Анализ известных методик расчет рабочих процессов

жидкостной полости

2.3. Анализ известных методик расчет расходных

характеристик самодействующих газовых и жидкостных клапанов

2.3.1. Метод расчета самодействующих обратных клапанов

жидкостной полости

2.3.2. Метод расчета самодействующих обратных клапанов газовой

полости

2.4. Математическая модель рабочих процессов поршневого газожидкостного агрегата

2.4.1. Основные допущения, принимаемые при построении математической модели, и их обоснование

2.4.1.1. Основные допущения, принимаемые при построении методики расчета процессов, происходящих в газовой полости

2.4.1.2. Основные допущения, принимаемые при построении методики расчета процессов, происходящих в жидкостной полости

2.4.2. Расчет рабочих процессов, происходящих в газовой полости

2.4.2.1. Уравнения сохранения энергии и массы

2.4.2.2. Уравнение состояния газа

2.4.3. Расчет рабочих процессов, происходящих в жидкостной полости

2.4.3.1. Расчет процессов сжатия и расширения, происходящих в жидкостной полости

2.4.3.2. Расчет процессов всасывания и нагнетания, происходящих в жидкостной полости

2.4.3.3. Расчет процессов, происходящих в гладком сплошном поршневом уплотнении

2.4.3.4. Расчет процессов, происходящих в поршневом уплотнении с буферной канавкой

2.5. Математическая модель рабочих процессов газожидкостного агрегата и

особенности ее реализации

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ГАЗОЖИДКОСТНОГО АГРЕГАТА

3.1. Цели и задачи экспериментальных исследований

3.2. Описание конструкции поршневого газожидкостного агрегата

и экспериментального стенда

3.2.1. Описание конструкции газожидкостного агрегата

3.3. Методика измерения основных мгновенных и интегральных характеристик газожидкостного агрегата

3.3.1. Измерение расходных характеристик

3.3.2. Измерение теплонапряжениости стенок цилиндра и клапанной

плиты

3.3.3. Давление в линиях всасывания и нагнетания жидкости и газа

3.3.4. Переменное давление в газовой и жидкостной полостях

3.3.5. Частота вращения коленчатого вала и положение одной из «мертвых точек»

3.3.6. Положение линии раздела жидкости и газа в зазоре между поршнем

и цилиндром

3.3.7. Измерение геометрических размеров деталей и сопряжений газожидкостного агрегата

3.4. Подтверждение адекватности математической модели рабочих процессов

3.5. Исследование влияния буферной канавки на пусковые характеристики агрегата

3.6. Определение теплонапряжённости цилиндра газожидкостного агрегата

4. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ПОРШНЕВОГО ГАЗОЖИДКОСНОГО АГРЕГАТА И ВОПРОСЫ РЕАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

4.1. Анализ влияния частоты возвратно-поступательного движения поршня на характеристики газожидкостного агрегата

4.2. Анализ влияния отношения давления нагнетания к давлению всасывания в газовой и жидкостной полостях на характеристики газожидкостного агрегата

4.3. Анализ влияния величины и формы радиального зазора в поршневом уплотнении на рабочие процессы газожидкостного агрегата

4.3.1. Гладкое щелевое уплотнение

4.3.2. Гладкое щелевое уплотнение с буферной канавкой

4.4. Вопросы реального проектирования поршневого газожидкостного агрегата

4.4.1. Газожидкостный агрегат для ремонта и обслуживания автотранспортной

техники

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Список литературы

Приложения

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

dE - изменение полной энергии рабочего тела внутри контрольного объема; dQ - элементарное количество теплоты, подведенное (отведенное) к рабочему телу от поверхности контрольного объема;

dL - элементарная деформационная работа в контрольном объеме; dM„i - элементарные присоединяемые массы рабочего тела; dM0¡ - элементарные отделяемые массы рабочего тела; /'„,■ - энтальпия элементарной присоединяемой массы; Сп/--скорость элементарной присоединяемой массы; H„¡ - координата элементарной присоединяемой массы; /„— энтальпия отделяемой массы; С0/ - скорость элементарной отделяемой массы; H0¡- координата элементарной отделяемой массы; g - ускорение свободного падения.

Тст - температура стенок цилиндра

dQn - элементарный теплообмен между газом и гильзой цилиндра dQKp - элементарный теплообмен между газом и крышкой dQn - элементарный теплообмен между газом и донышком поршня Ти.ср - средняя температура поверхности зеркала цилиндра Уп.ср - средняя температура поверхности донышка поршня Ткр.ср - средняя температура внутренней поверхности крышки; /„ (т) - текущее значение «открытой» площади поверхности зеркала цилиндра;

/п - площадь поверхности донышка поршня;

/кр - площадь поверхности крышки цилиндра.

а/г - коэффициент теплоотдачи между газом и стенками цилиндра;

Nu - число Нуссельта

Re - число Рейнольдса

Рг - число Прандтля

Ре - число Пекле

йМ\ - элементарная масса газа, приходящая во всасывающую полость компрессора;

</М2 - элементарная масса газа, уходящая из всасывающей полости компрессора;

с1М?, - элементарная масса газа, приходящая в полость цилиндра из всасывающей полости;

с1М4 - элементарная масса газа, утекающая из полости цилиндра во всасывающую полость;

(1М$ - элементарная масса газа, утекающая из нагнетательной полости в полость цилиндра;

(1Мв - элементарная масса нагнетаемого газа;

(1М7 - элементарная масса газа, уходящая потребителю из нагнетательной полости;

- элементарная масса газа, утекающая из трубопровода в нагнетательную полость;

(1М9 - элементарная масса газа, утекающая из полости цилиндра в щель между цилиндром и поршнем;

йМу - элементарная масса газа, притекающая из щели в полость цилиндра;

</Мц - элементарная масса жидкости, приходящая в полость цилиндра из всасывающей магистрали;

йМ\г - элементарная масса жидкости, утекающая из полости цилиндра во всасывающую магистраль;

йМ\ъ - элементарная масса нагнетаемой жидкости;

йМи ~ элементарная масса жидкости, притекающая в полость цилиндра из нагнетательной магистрали;

с1М\5 - элементарная масса жидкости, утекающая из полости цилиндра через уплотнения штока;

ju - коэффициент расхода;

/щ - площадь эквивалентного сечения;

Роу Ро - давление и плотность газа в контрольном объеме, из которого происходит истечение;

р - давление в контрольном объеме, куда происходит истечение газа к - показатель адиабаты Ф - эквивалентная площадь

ащ, ас - коэффициенты расхода, отнесенные к щели и седлу; fuvfc - площадь щели и площадь седла.

h - высота подъема запорного органа

b - ширина канала в седле

дусл - величина условного зазора;

R - универсальная газовая постоянная;

Шприв. ~ приведённая масса клапана компрессора;

тхо - масса запорного органа;

тпр - масса пружины.

Fz - сила давления газа на запорный орган клапана;

Fe¡ = jp^FJdF - сила давления газа на нижнюю часть запорного органа;

f,

F,2 = jp2(F2)dF - сила давления газа на верхнюю часть запорного органа.

/з.о - поверхность запорного органа, перпендикулярная потоку газа; Sp - коэффициент давления потока;

Fmp - сила трения.

То - коэффициент демпфирования;

В - коэффициент восстановления скорости;

ÁPW - изменение давления жидкости;

A Vw -изменение объема рабочей полости цилиндра;

Vw - объем рабочей полости цилиндра;

Ej - кажущийся модуль упругости жидкости;

Рт К> - текущие значения давления и объема рабочей полости цилиндра; Рот Уом> - начальные значения давления и объема в рабочей полости цилиндра. Е„ - модуль упругости жидкости; 3 - толщина стенки цилиндра; Ем - модуль упругости материала цилиндра; 11 - диаметр цилиндра.

- суммарное изменение объёма жидкости; Д^/шни- - изменение объема жидкости, обусловленное кинематикой криво-шипно-шатунного механизма;

^к^оы, - утечки рабочего тела (жидкости);

(=1

Л',

" притечки рабочего тела (жидкости);

1=1

- площадь поршня;

- угол поворота коленчатого вала привода насоса; с1п - диаметр поршня;

с1шт - диаметр штока;

X - для кривошипно-шатунного механизма - отношение радиуса кривошипа (половины хода поршня) к длине шатуна; 1шт - длина уплотнения штока; Дршт - перепад давления на уплотнении штока V» - скорость поршня.

оош -площадь прохода в щели закрытого всасывающего клапана;

соп,„ - площадь прохода в щели закрытого нагнетательного клапана;

АР«»? = Ру> ~ Рм " перепад давления на закрытом всасывающем клапане;

~ Р»~ Р»н ~ перепад давления на закрытом нагнетательном клапане; Р»в> Р»н - давления во всасывающем и нагнетательном трубопроводе

v3<p.nop - эффективная скорость поршня;

n2 n,

S ^íw > X ^oiw - присоединяемая и отделяемая масса жидкости в рабо-

¿=1 /=i

чей полости цилиндра;

Р/, Z¡, V/ - давление, геометрическая высота центров тяжести и скорость жидкости в сечении I-I, то же с индексами «2» - соответственно для сечения II-II; a¡ и а2 - соответствующие коэффициенты Кориолиса; Ah¡, - потери напора по длине; Ah$- потери напора из-за местных сопротивлений; AhUH— инерционные потери; £ - коэффициент сжатия струи;

со i - площадь поперечного сечения рабочей полости цилиндра;

со2- площадь сечения нагнетательного трубопровода;

а)3 - площадь прохода в щели нагнетательного клапана;

сосис - площадь сжатого сечения струи;

v2 — v 1(0/0)2 - скорость движения жидкости в сечении II-II;

hwu - текущая высота подъема самодействующего клапана.

Mwi _ текущее значение массового расхода жидкости через концентричную

щель с подвижными стенками; Pw¡> Hwi - плотность и динамическая вязкость жидкости; в - радиальный зазор между поршнем и цилиндром; Apw¡ - перепад давления, действующий на жидкость в зазоре; 1пт - длина поршневого уплотнения, занятая жидкостью. Ргь ~ плотность и динамическая вязкость газа; Арг,- - перепад давления, действующий на газ в зазоре; lnd - длина зазора между поршнем и цилиндром, занятая газом; Ат- изменение времени;

£н =Рнн/Рвн ~ отношение давления нагнетания к давлению всасывания насоса;

£к =Рнк/Рвк - отношение давления нагнетания к давлению всасывания компрессора;

57* - ход поршня;

ам - относительный мертвый объем газовой полости;

30 мм (линейное мертвое пространство жидкостной полости;

%нк - число нагнетательных клапанов газовой полости;

!>//# - диаметр проходного отверстия в седле нагнетательного клапана газовой полости;

Ьтахн - максимальный подъем запорного органа нагнетательного клапана газовой полости;

тзон - масса запорного органа нагнетательного клапана газовой полости;

Спрн - жесткость пружины нагнетательного клапана газовой полости;

кон - величина предварительного натяжения пружины нагнетательного клапана газовой полости;

1ВК - число всасывающих клапанов газовой полости;

Ввк - диаметр проходного отверстия седла всасывающего клапана газовой полости;

Ьтахв ~ максимальный подъем запорного органа всасывающего клапана газовой полости;

т30в - масса запорного органа всасывающего клапана газовой полости;

Спрв - жесткость пружины всасывающего клапана газовой полости;

И0в - величина предварительного натяжения пружины всасывающего клапана газовой полости;

Эц' - диаметр отверстия в седле;

Ьтахп' - максимальная высота подъема запорного органа;

*Що\у - масса запорного элемента;

СПР}у - жесткость пружины;

how ~ максимальная высота подъема запорного элемента; Поб - частоты вращения коленчатого вала

пСж - показатель политропы конечных параметров процесса сжатия; Л А вс/Ах - относительные потери работы в процессе всасывания; A A ¡/As - относительные потери работы в процессе нагнетания; пР - показатель политропы конечных параметров процесса обратного расширения;

Ар/Ат- относительна работа процесса обратного расширения; Асж/Ах - относительная работа процесса сжатия X - коэффициент подачи газовой полости; Чиз.инд - индикаторный изотермический КПД газовой полости; Чад.инд ~ индикаторный адиабатный КПД газовой полости; Мутн/МВсн ~ относительные утечки жидкостной полости; ААвсг/Аш - относительные потери работы в процессе всасывания жидкостной полости;

AAfi.t/AzH- относительные потери работы в процессе нагнетания жидкостной полости;

Цобн~ объёмный КПД жидкостной полости; Nmh.h - индикаторная мощность жидкостной полости; Мут н/Мглза - относительное количество жидкости, поступающей в компрессорную полость в виде утечек;

0,сж - количества отводимой от газа теплоты в процессе сжатия; пСж ~ показатель политропы конечных параметров в процессе сжатия;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование рабочих процессов и создание конструкции газожидкостного агрегата с гладким и профилированным поршневым бесконтактным уплотнением»

ВВЕДЕНИЕ

В современных технических и технологических машинах самого различного назначения широко применяются принципы агрегатирования (совмещения), в соответствии с которыми один объект (машина-орудие, прибор, средство передвижения и т.д.) в состоянии выполнять одновременно или попеременно несколько функций.

Данная тенденция проектирования далеко не нова, и восходит своими традициями еще к началу активной технологической деятельности человека. Примером может служить токарно-винторезный станок, который помимо своего изначального предназначения (для обтачивания круглых поверхностей, впервые начал применяться около 600 г. до Нашей Эры) может сверлить отверстия, нарезать резьбу, протачивать плоские поверхности, обкатывать, полировать и т.д. и т.п. Так например, сегодня фирмой «Ме1а1таз1ег» выпускаются станки модели ММЬ 250х500-М, способные выполнять все токарные, фрезерные и сверлильные операции.

Применение гибридных машин преследует довольно много целей, из которых можно выделить пять основных:

1. Создание многофункциональных машин с целью повышения оперативности и снижения времени на выполнение производственных операций.

2. Уменьшение общей материалоемкости оборудования и приборов различного назначения с целью снижения их стоимости.

3. Сокращение пространства, требуемого для размещения оборудования, для снижения издержек на строительство и эксплуатацию производственных помещений.

4. Повышение производительности труда за счет исключения из технологического процесса транспортных операций и затрат времени на установку и позиционирование объекта воздействия.

5. Экономия энергии за счет использования взаимного влияния свойств отдельных агрегатов гибрида.

Так, например, применение гибридного привода в автотракторной технике позволяет существенно повысить экономичность привода движения за счет стабилизации режимов работы двигателя внутреннего сгорания (он работает на одном, наиболее экономичном режиме), а обеспечение энергии движения на переменных режимах производится за счет аккумулятора электроэнергии, вырабатываемой генератором, который получает механическую энергию вращения от двигателя.

Как правило, гибридные устройства компонуются на единой платформе, объединяющей отдельные составляющие общей целью или задачей, а также используют схожие устройства и процессы. Так, например, агрегатный станок, выполняющий одновременно комплекс технологических операций над одной деталью, имеет очевидную общую задачу создания рабочих поверхностей и использует схожие процессы обработки (например - резание), современный сотовый телефон выполняет комплекс информационных задач, включающих аудио-связь, фиксацию текста (аудиозапись) и изображении в виде фотографий и видеозаписи и т.д., и использует свойства микропроцессорной техники и т.д.

Чаще всего изначально совмещенные в гибридах операции производятся отдельными устройствами. Например, в случае с сотовым телефоном - отдельно телефон, диктофон, фотокамера, видеокамера, калькулятор и т.д. Объединение же конструкций в единое целое может быть обосновано только в том случае, когда в этом обнаруживается устойчивая потребность общества, диктующая необходимость или оправдывающая целесообразность появления нового товара на рынке [1, 2 и др.].

Еще с древних времен человечество стало применять машины для сжатия и перемещения жидкостей и газов. Так, например, первый поршневой (пожарный) насос был построен в Александрии за 200 лет до Нашей Эры, и впервые был механизирован Томасом Ныокоменом еще в начале 18-го века. Кузнечные

меха для дутья при ковке металлов известны тысячи лет, а первый поршневой компрессор был изготовлен немецким инженером Отто Фон Герике более 350 лет назад.

Как рабочие машины эти агрегаты с самого начала существовали и работают по сей день отдельно и предназначены для поднятия давления в рабочей среде с последующим ее перемещением потребителю. Зачастую рабочие среды этих машин (жидкости в насосах и газы, и их смеси в компрессорах) в той или иной степени оказываются совмещенными в одном устройстве. Так, например, жидкости широко используются для смазки и охлаждения компрессоров, основным рабочим веществом которых являются газы и их смеси, а газообразные вещества (в основном - воздух) часто применяются для распыливания и подачи жидкостей под давлением (лакокрасочные работы, создание масляных аэрозолей для смазки и охлаждения высокоскоростных подшипников качения, вытеснение жидкостей при заправочных работах и т.д.). Известны также конструкции машин объемного действия, в которых жидкости и газы участвуют в проведении рабочих процессов одновременно [3, 4 и др.].

В то же время, имеется ряд технологических машин, в которых традиционно одновременно применяются жидкости и газы под давлением. Прежде всего, это обрабатывающее оборудование различного назначения, в котором жидкости используются для смазки трущихся деталей (зубчатые зацепления, подшипники, направляющие), для охлаждения зоны резания (смазочно-охлаждающие жидкости - СОЖ) и в гидроприводах движения инструмента, а газы - для работы в пневмоприводах (в основном — зажимные устройства) и для привода вспомогательного инструмента.

Как правило, питание жидкостью под давлением в таком оборудовании обеспечивается гидростанциями различного устройства, а сжатым газом -от центральных компрессорных станций, обслуживающих целые производства или его часть [5, 6 и др.]. Последнее очень невыгодно, так как предполагает разветвленную сеть пневматических линий, в которых происходит потеря энер-

гии как от трения и чрезмерного охлаждения (в зимний период), так и от неизбежных утечек в местах сочленения трубопроводов. Это обстоятельство вынуждает дробить систему пневмоснабжения и обустраивать ее в виде компрессоров средней и малой производительности, находящихся в одном помещении с обрабатывающим оборудованием. Такому положению дел способствует и интенсивно происходящая в настоящее время диверсификация крупных производств, которая проходит с их разделением по принципу хозрасчета на небольшие предметно и технологически ориентированные производственные участки. Однако и в этом случае остаются пневматические линии снабжения сжатым воздухом и проблемы, как связанные с резервированием компрессорных установок, так и с экономичным регулированием их производительности при переменном потреблении сжатого газа группой оборудования. А, между тем, как отмечают авторы [7], при прекращении пневмопитания и вынужденном при этом простое предприятие несет большие убытки, сопоставимые со стоимостью самого компрессорного оборудования.

В то же время, анализ работы агрегатов, использующихся при производстве сжатого газа и жидкости под давлением, обнаруживает большое сходство как в принципе осуществления их рабочих процессов (всасывание рабочего тела из источника, его сжатие и подача потребителю), так и в их конструкции (цилиндр, рабочий орган, распределительные устройства, приводной вал), и было бы логично при проектировании оборудования, в котором предполагается одновременное использование газа и жидкости под давлением, включать в его состав газожидкостный агрегат, характеристики которого наилучшим образом соответствуют параметром такого оборудования. Однако, этого до сих пор не произошло. Вполне вероятно, что данное обстоятельство связано со сложившимися традициями, в соответствии с которыми, например, станкостроительная отрасль не занимается проектированием и выпуском машин для сжатия и перемещения газов и жидкостей, а компрессоростроителыюе произ-

водство не имеет проектных и технологических традиций для выпуска насосного оборудования и наоборот.

Из этого следует актуальность проведения исследований, которые могли бы дать ответ на вопрос о существование целесообразности создания газожидкостных агрегатов и предложить варианты их конструктивного воплощения.

Следует сразу отметить, что часто использующийся при создании гибридов принцип объединения двух и более агрегатов лишь на единой корпусной платформе (присуще, например, агрегатным станкам), малоинтересен и не перспективен, т.к. не предполагает существенного снижения материалоемкости, и несет лишь незначительный выигрыш, заключающийся в удобстве монтажа и эксплуатации. Гораздо большего эффекта можно добиться, если при объединении газовой и жидкостной рабочих полостей использовать, например, единый рабочий цилиндр и даже общий рабочий орган. Такое конструктивное мероприятие при определенных подлежащих исследованию условиях может позволить не только применить единый привод, но и использовать жидкость для охлаждения и уплотнения рабочего органа без применений сложных и дорогостоящих конструктивных мероприятий.

При создании такого газожидкостного агрегата придется решать очевидную проблему, которая, возможно, и препятствовала всегда продвижению идеи объединения насоса с компрессором - большая (в сотни раз) разница между физическими свойствами жидкостей и газов, такими, как плотность и динамическая вязкость. Именно эти параметры практически ограничивают частоту движения рабочего органа жидкостных машин объемного действия величиной порядка 7-10 Гц. В то же время обычная частота движения рабочего органа газового агрегата малой и средней производительности объемного действия - 12-25 Гц и более, что объясняется стремлением как снизить массогабарит-ные характеристики, так и уменьшить удельную величину утечек через поршневое уплотнение. У подавляющего большинства современных поршневых компрессоров малой производительности, например, поступающих на россий-

ский рынок, частота возвратно-поступательного движения поршня колеблется в пределах 25-50 Гц.

При использовании общего цилиндра, вероятно, в сжимаемый газ будет попадать заметное количество жидкости, характерное для смазываемых машин, что при общем стремлении к чистоте используемых в промышленности и быту газов [7], также может оказаться серьезным препятствием для широкого внедрения газожидкостных агрегатов и сузит область их применения.

Данное исследование ставит своей задачей создание научно обоснованных объяснений работы газожидкостного агрегата объемного действия, который может сжимать одновременно или попеременно газ и жидкость, и при определенных условиях в состоянии создать конкуренцию применяемым в настоящее время способам и конструкциям подачи сжатого газа и жидкости под давлением в различных промышленных и бытовых устройствах и условиях. При этом значительные усилия будут направлены на создание конструктивных решений, с помощью которых можно реализовать положительные качества рассматриваемого агрегата.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ АГРЕГАТОВ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОТЕКАЮЩИХ

В НИХ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Классификация конструкции

Прежде чем приступить к исследованию какого-нибудь технического или технологического объекта, необходимо его позиционировать по отношению к выполняемым функциям, то есть поставить в соответствие с уже имеющимися устройствами, работающими в данной предметной области.

Подобные задачи, обычно, относится к категории предпроектных исследований, а их решение представляет собой комплекс работ, проводящихся в соответствии со структурой, приведенной в [1, 2, 5, 7-9 и др.], которая в данном случае с учетом состояния вопроса может быть трансформирована и представлена в следующем виде (рис. 1.1.1).

^лййшШЯШЯШ

Нш

Потребности общества

Технические предложения

Изготовители. Требования к кон струкции и материалам

Рис. 1.1.1. Схема процесса проектирования с учетом рекомендаций авторов [1, 7] (цифрами показана последовательность процедур)

Служба сбыта. Требования к сбыту

Техническое 7 Покупатели, задание на Требоваия к

проектирова- I торговле

-"-ШШШКШ^ I ^^тмщщщу^ддр^рр^

Потребители. Требования к эксплуатационным характеристикам

Теоретическая база

Как следует из приведенной схемы, прежде всего, началу проектирования (техническое предложение, техническое задание) предшествует изучение потребностей общества, причем автор [1] утверждает, что эта потребность может быть инициирована и самим проектировщиком.

В любом случае, если общество не заинтересовано в появлении нового изделия, все затраты на его проектирование, производство и попытки продвижения на рынок окажутся безуспешными.

В то же время далеко не всегда продукт, без которого, казалось бы, невозможно представить себе современные технологии и устройства, достаточно быстро и беспрепятственно завоевывал рынок. Так, например, застежка типа «молния», которая прочно и давно вошла в состав современной одежды и обуви, была запатентована W.L. Judson еще в 1893 году (патент США № 504,038, «Claps locker or unlocker for shoes»), но только к 1923 году получила распространение после долгих лет мучительных поисков надежной конструкции и технологии, позволившей наладить ее массовое изготовление. Примерно та же участь постигла спиральный компрессор, изобретенный французским инженер Леоном Круа еще в 1905 году. Только в 1978 году (через 73 года!) фирмой «Copeland» была разработана концепция создания реальной конструкции, которая поступила в серийное производство еще через 9 лет - лишь в 1987 году. Зато сегодня таких компрессоров выпускается уже около 4 млн. шт. в год.

В данном случае речь идет фактически о попытке объединить в одном агрегате две на сегодня существующих самостоятельно машины - жидкостный насос и газовый компрессор. В связи с этим необходимо определить его как гибрид, наделенный полноценными свойствами обеих машин - газожидкостный агрегат.

Очевидно, что такая конструкция будет востребована только в том случае, когда ее свойства, как источника сжатого газа и жидкости под давлением, будут достаточно часто использоваться (попеременно, совместно), и поэтому в первую очередь необходимо определить ее параметры (прежде всего - произ-

водительность и давление по жидкости и газу) применительно к тем вариантам, которые наиболее объективно уже существуют в различных технологических процессах. Без этого невозможно начать проектирование, и, в том числе, - его начальный этап - разработку технического задания [10, 11].

При проведении научных поисковых исследований выделить из общества конкретного Заказчика не представляется возможным. В данном случае в качестве «Заказчика» речь может идти, например, об одной или нескольких отраслях, о группе объектов внутри одной отрасли и т.д.

Кроме того, существует также понятие «Объект общего назначения», которое, в частности, используется в компрессоростроении, где под компрессором общего (общепромышленного [12]) назначения чаще всего понимается воздушный компрессор низкого и среднего давления.

Обычно, при поиске технических и технологических решений, которые содержат искомый объект (целиком, или его части), используются различные цифровые классификаторы (УДК и ГАСНТИ - научная литература и отчеты по НИР и ОКР, ГОСТ и ОСТ - государственные и отраслевые нормативные документы, МПК - международная классификация изобретений), однако, собственно классификация объекта (отнесение его к какому-либо классу) производится по ключевым словам. В данном случае таковыми будут являться: жидкость под давлением; сжатые газы; смазка; аэрозоль; гидравлика; пневматика; пневмо- и гидроавтоматика; пневмо- и гидропривод, насосы и компрессоры.

Произведенный глобальный поиск глубиной в 20 лет от настоящего момента с использованием, в том числе, средств Интернета выявил следующие основные объекты техники и технологии, в которых одновременно или попеременно используются жидкости и газы под давлением:

1. Обрабатывающее оборудование и приспособления к нему (металлорежущие и деревообрабатывающие станки, обрабатывающие центры, прессовое и кузнечное оборудование, роботизированные линии, манипуляторы, зажимные и позиционирующие устройства и т.д.). В этих объектах жидкости

и газы используются для смазки под давлением трущихся поверхностей, питания газо- и гидростатических подшипников и опор, создания усилий при позиционировании, перемещении и фиксации различных деталей и устройств, перемещении обрабатывающего инструмента. Обычные параметры рабочей среды - давление воздуха около 6-8 бар при расходе на единицу привода до 0,5 м /мин, давление жидкости до 60 бар с расходом до 5-10 л/мин.

2. Транспортная техника (грузовые автомобили, пассажирский транспорт, трактора с навесным оборудованием, многоцелевые гусеничные и колесные машины, грузоподъемные механизмы, судовой транспорт).

Сжатые газы (в основном - воздух) используются в этих объектах для привода тормозных систем, подкачки колес, запуска мощных двигателей, открытия и закрытия дверей, опрокидывания небольших тележек, наддув воздуха в цилиндры двигателей внутреннего сгорания. Диапазон давлений очень широк -от 0,1-0,2 бар (наддув воздуха в цилиндры двигателей) до 6-12 бар (пневмопривод, тормозная система, подкачка колес и др.) и до 150 бар (запуск двигателей). Также велик и диапазон производительности - от 100-150 м /мин при наддуве

о

крупных двигателей до 0,3 м /мин (компрессор К-150 для запуска двигателей). Наиболее часто применяются поршневые машины с давлением 6-12 бар и производительностью около 0,2-0,5 м3/мин. Широко известно применение компрессоров различной производительности (чаще всего не более 2-3 м /мин при давлении нагнетания до 30 бар) в холодильной технике, в том числе в рефрижераторах, устанавливаемых на автомобилях, морских и речных судах.

Жидкости под давлением используются в транспортной технике для смазки деталей двигателей внутреннего сгорания (давление в диапазоне 2-15 бар, расход 12-68 л/кВт.час) и для гидропривода навесного оборудования (давление до 60 бар, расход до 50 л/мин), впрыск топлива в двигателях внутреннего сгорания. Собственно насосы широко применяются для заполнения и опорожнения транспортируемых емкостей, для откачки жидкостей из трюма, для прокач-

ки солевых растворов в транспортных рефрижераторных судовых установках и др.

3. Ремонт, обслуживание техники и строительство (ручной пневматический инструмент, гидравлические подъемники, прессы, домкраты, заправочное, лакокрасочное, шиномонтажное оборудование). Наиболее часто применяемое давление воздуха 3-8 бар при расходе от 0,2 до 2,0 м3/мин, избыточное давление жидкости варьируется в широких пределах - от 0,2-3 бар в краскораспыли-тельных устройствах (расход до 1 л/мин) до 100 бар и более в гидравлических прессах (расход менее 1 л/мин).

Возможно, что именно в этой сфере газожидкостные агрегаты могут довольно быстро найти потребителей, поскольку большая часть оборудования является передвижной (особенно при проведении ремонтных работ), и агрегат с совмещенными функциями будет иметь явное преимущество с точки зрения компактности и универсальности.

Весьма предпочтительно выглядит также использование газожидкостного агрегата в обрабатывающем оборудовании, т.к. применяемые в нем параметры жидкости и газа сравнительно близки по величине, что сразу предполагает возможность использование одного рабочего органа для сжатия и перемещения рабочих тел. Последнее чрезвычайно важно при стремлении создать максимально компактный агрегат.

Подытоживая содержание данного раздела, следует отметить, что явно существует некоторая область значений внешних характеристик (давление газа до 6-8 бар при производительности около 0,3-0,5 м3/мин, давление жидкости до 12-15 бар при производительности до 10 л/мин), которые явно могут быть востребованы в сфере производства и обслуживания, и тогда в первом приближении можно по терминологии [12], газожидкостный агрегат с такими параметрами - классифицировать как газожидкостный агрегат «общего назначения».

1.2. Процессы и функции объекта исследования

При проектировании новых объектов техники, когда еще нет даже готовых технических решений [7], а сам объект находится только на стадии идеи, прежде всего, рассматриваются его предполагаемые функции и их сочетание, т.е. изучаются возможности и разрабатываются варианты [13, 14].

Если провести анализ рабочих процессов, имеющих место в оборудовании, используемом в сферах применения газов и жидкостей, перечисленных выше в п.п. 1-3, то можно обнаружить следующие выполняемые ими функции при одновременном или попеременном использовании газа и жидкости:

1. Вытеснение жидкости газом из емкости или газа жидкостью с последующим смешиванием и без него (объемное вытеснение).

2. Инжектирование жидкости струей газа или газом жидкости.

3. Системы смазки компрессорной техники (в т.ч. со впрыском жидкости в рабочие полости).

4. Совмещение работы компрессора и насоса в одном цилиндре поршневой или роторной машины.

На практике наибольшее распространение получил первые три функции, которые реализованы в различных устройствах.

Так, например, вытеснение жидкости газом широко используется при проведении различного рода заправочных работ, особенно при ремонте и обслуживании автомобилей, тракторов и многоцелевой гусеничной и колесной техники, работе лакокрасочного оборудования [15, 16].

На рис. 1.2.1 - 1.2.3 показаны пневматические установки (производство Италия) для слива и нагнетания технических жидкостей в автомобили.

Рис. 1.2.1. Нагнетатель технических жидкостей пневматический АС-10А

Рис. 1.2.2. Пневматическая ус- Рис. 1.2.3. Пневматическая установка для слива масла тановка для перекачки топлива ЬУ-90Т ЬУ-40Р

Функциональная схема операций наиболее сложного технологического процесса с применением этих установок показана на рис. 1.2.4.

В процессе откачки жидкости (из тары, из коробки передач, двигателя или трансмиссии автомобиля, рис. 1.2.4а) компрессор 3 работает как форвакуумный насос, создавая разряжение (около 0,5 бар) в емкости 2, достаточное для подъема жидкости из емкости 1 в эту емкость.

В атмосферу

Из атмосферы

V

а) б)

Рис. 1.2.4. Обобщенная функциональная схема технологического процесса

пневматической перекачки жидкости: 1. Емкость, над которой производятся действия. 2. Заправочная емкость. 3. Компрессор; а - операция откачки, б - операция заправки

В процессе заправки (в тару, в агрегат автомобиля, рис. 1.2.4.£) компрессор 3 нагнетает в емкость 2 сжатый воздух под давлением (до 1 бар), достаточным для вытеснения жидкости из этой емкости в емкость 1.

Это весьма простая и достаточно эффективная схема, к недостатку которой следует отнести, прежде всего, невозможность подачи жидкости под давлением большим, чем давление компрессора. Кроме того, следует учитывать, что при одноступенчатой конструкции компрессора можно достигать давление не выше 10-12 бар, а если требуется давление жидкости более высокое (например, для привода мощных манипуляторов, то компрессор должен быть уже двухступенчатым, что усложняет конструкцию агрегата в целом).

Еще одним существенным ограничением применяемых давлений является прочность и герметичность емкости, в которую закачивается и из которой нагнетается жидкость сжатым воздухом. Очевидно, что объем такой емкости не может быть большим (ориентировочно до 20-30-ти литров при давлении до

25-30 бар), так ее разрушение под действием давления может нанести большой вред окружающим.

Кроме того, в конце цикла работы, когда вся жидкость вытеснена из герметичной емкости, для продолжения работы устройства необходимо сбросить весь воздух или газ, который в ней находится, чтобы снова наполнить емкость жидкостью. При этом вся работа, затраченная на сжатие газообразной среды, бесполезно выбрасывается в окружающую среду.

Еще одним недостатком данной схемы является периодичность ее работы, в связи с чем, ее целесообразно использовать в основном для перекачки жидкостей и создания аэрозолей, когда используются низкие давления.

Впервые попытка автоматизации описанного процесса предложена в [17]. Однако изображенная в этом источнике конструкция с управлением потоков за счет движения поплавка может быть использована только в устройствах с низким давлением жидкости.

Вполне очевидно, что если к компрессору в этой функциональной схеме добавить жидкостный насос, то она лишится всех вышеперечисленных недостатков.

Одним из наиболее часто применяемых в промышленности, транспорте и в бытовых устройствах процессов с одновременным присутствием в них газа и жидкости является инжектирование, основой которого является устройство -инжектор, впервые предложенный французским ученым Манури де Энто в 1818 г., и после ряда усовершенствований запатентованный французским инженером Жиффаром в 1858 г.. Это создание аэрозолей для различных целей (лакокрасочное оборудование, поливные работы, смазка высокооборотных подшипников, охлаждение и очистка газа и т.д.), теплоснабжение (подогрев воды паром), системы питания топливом двигателей внутреннего сгорания, сжатие газов и паров, форвакуумирование больших полостей и т.д.

Сам процесс инжектирования обеспечивается путем создания пониженного давления в потоке основной (несущей) среды (за счет уменьшения сечения ос-

новного потока). При этом возникает перепад давления между основной и инжектируемой средой, давление которой оказывается выше, чем давление в основном потоке. В результате этого инжектируемая среда проникает в основную среду, образуя смесь, т.е. двухфазный поток, который может быть использован непосредственно (аэрозоль), или может быть разделен снова на две среды, которые будут использованы своими потребителями (рис. 1.2.5).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Виниченко, Василий Сергеевич, 2014 год

Список литературы

1. Джонс Дж. К. Методы проектирования. - М.: Мир, 1986. - 326 с.

2. Половинкин А. И. Основы инженерного творчества. М: Машиностроение, - 1988.-368 с.

3. Щерба В.Е. Рабочие процессы компрессоров объемного действия. М.: Наука, 2008.-319 с.

4. Патент РФ № 2295057 Система впрыска топлива/ А.П. Болштянский, В.Е. Щерба, Ю.А. Зензин, Е.А. Павлюченко/ Омский государственный технический университет/ Заявка № 2005121783/06 от 11.07.2005. Опубл. 10.03.2007.

5. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов. — М: Машиностроение, 1991. - 384 с.

6. Броп Л.С., Тартаковский Ж.Э. Гидравлический привод агрегатных станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1967. - 356 с.

7. Болштянский А.П., Белый В.Д., Дорошевич С.Э. Компрессоры с газостатическим центрированием поршня. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. -406 с.

8. Дворянкин А. М., Половинкин А. И., Соболев А. Н. Методы синтеза технических решений.- М.: Наука, 1977. - 104 с.

9. Справочник по функционально-стоимостному анализу/ А. П. Ковалев, Н.К. Моисеева, В.В. Сысун, М.Г. Карпунин, Б.И. Майданчик; Под ред. М.Г Карпунина, Б. И. Майданчика. - М.: Финансы и статистика, 1988, 431 с.

10. Таленс Я.Ф. Работа конструктора. - Л.: Машиностроение, 1987. - 255 с.

11. ГОСТ 2.103.-68*. Стадии разработки. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 2 с.

12. Поршневые компрессоры/ Б.С. Фотин, И.Б. Пирумов, И.К. Прилуцкий, П.И. Пластинин; Под общ. ред. Б.С. Фотина.- Л.: Машиностроение, 1987.372 с.

13. Диксон Дж. Проектирование систем. М.: Мир, 1969. - 440 с.

14. Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 1/ Под ред. П.Н. Учаева. М.: Машиностроение, 1988. - 560 с.

15. Техническая эксплуатация автомобилей/ Е.С. Кузнецов, А.П. Болдин, В.М. Власов и др. М.: Наука, 2001. - 535 с.

16. Карагодин В.И., Митрохин H.H. Ремонт автомобилей и двигателей. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. - 496 с.

17. A.c. СССР 779623, МКИ F04 В 35/02, F04 В 39/06. Компрессор/ В.Е. Щерба, А.Н. Кабаков, А.П. Болштянский, Ю.А. Кащеев. Омский политехнический институт - № 2688416/25-06; Заявлено 23.11.78; Опубл. 15.11.80 -Бюл. №42.

18. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов, О.В. Байбаков, Ю.Л. Кирилловский. - М.: Машиностроение, 1982.-423 с.

19. М.И. Френкель. Поршневые компрессоры. Л.: Машиностроение, 1969. -743 с.

20. Трение, изнашивание, смазка: Справочник. В 2-х кн./Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. - М.: Машиностроение, 1978. - Кн. 1. 1978. -400 с.

21. Петров Ю.С. Судовые холодильные машины и установки. Л.: Судостроение, 1991.-400 с.

22. В.Б. Якобсон. Малые холодильные машины. М.: Пищевая промышленность, 1977.-368 с.

23. A.c. СССР 1079822, МКИ F04 В 31/00. Газораспределительное устройство поршневого компрессора/ В.Е. Щерба, А.П. Болштянский. Омский политехнический институт - № 3528080/25-06; Заявлено 28.12.82; Опубл. 15.03.84 - Бюл. № 10.

24. A.c. СССР 1206477, МКИ F04 В 31/00. Вертикальный поршневой компрессор/ А.П. Болштянский, В.Е. Щерба,. Омский политехнический институт -№ 3652496/25-06; Заявлено 17.10.83; Опубл. 22.09.85 - Бюл. № 3.

25. A.c. СССР 1019104, MICH F04 В 39/00. Поршневая машина/ В.Е. Щерба,

A.Н. Кабаков, А.П. Болштянский, Омский политехнический институт -№2851974/25-06; Заявлено 12.01.79; Опубл. 12.01.79, - Бюл. № 19.

26. A.c. СССР 945492, МКИ F04 В 39/00. Поршневой вертикальный компрессор/ В.Е. Щерба, А.П. Болштянский, Омский политехнический институт -№ 2946384/25-06; Заявлено 26.06.80; Опубл. 23.07.82, - Бюл. № 27.

27. A.c. СССР 723214, МКИ F04 В 39/00. Поршневой вертикальный компрессор/ В.Е. Щерба, А.Н. Кабаков, В.И. Стариков, А.П. Болштянский, Омский политехнический институт - № 2663471/25-06; Заявлено 12.09.78; Опубл. 25.03.80,

- Бюл. № 19.

28. A.c. СССР 731038, МКИ F04 В 39/00. Поршневой вертикальный компрессор/ В.Е. Щерба, А.Н. Кабаков, А.П. Болштянский, Омский политехнический институт - № 2664889/25-06; Заявлено 12.09.78; Опубл. 30.04.80, - Бюл. № 16.

29. A.c. СССР 731035, МКИ F04 В 25/00, F04 В 39/00. Поршневой компрессор/ А.П. Болштянский, А.Н. Кабаков, В.И. Стариков, В.Е. Щерба, Омский политехнический институт - № 2651116/25-06; Заявлено 26.07.78; Опубл. 30.04.80,

- Бюл. № 16.

30. A.c. СССР 817305, МКИ F04 В 39/00. Поршневой компрессор/

B.Е. Щерба, А.Н. Кабаков, А.П. Болштянский, Омский политехнический институт - № 2733094/25-06; Заявлено 06.03.79; Опубл. 30.03.81, - Бюл. № 12.

31. A.c. СССР 804859, МКИ F04 В 31/00. Поршневой вертикальный компрессор/ А.П. Болштянский, B.JI. Гринблат, В.Г. Громыхалин, А.Н. Кабаков, В.И. Стариков, В.Е. Щерба, Омский политехнический институт - №2650166/25-06; Заявлено 24.07.78; Опубл. 15.02.81, - Бюл. № 6.

32. A.c. СССР 739253, МКИ F04 В 31/00. Поршневой компрессор/ А.П. Болштянский, B.J1. Гринблат, А.Н. Кабаков, В.И. Стариков, В.Е. Щерба, Омский политехнический институт - №2534189/25-06; Заявлено 12.10.77; Опубл. 05.06.80, - Бюл. № 21.

33. A.c. СССР 731036, MICH F04 В 31/00. Поршневой компрессор/

A.П. Болштянский, B.JI. Гринблат, В.Г. Громыхалин, А.Н. Кабаков,

B.И. Стариков, В.Е. Щерба, Омский политехнический институт № 26501126/25-06; Заявлено 19.07.78; Опубл. 30.04.80, - Бюл. № 16.

34. A.c. СССР 844810, МКИ F04 В 31/00. Поршневой вертикальный компрессор/ В.Е. Щерба А.Н. Кабаков, В.И. Стариков, А.П. Болштянский , Омский политехнический институт - № 2697325/25-06; Заявлено 14.12.78; Опубл. 07.07.81, - Бюл. № 25.

35. A.c. СССР 848745, МКИ F04 В 31/00. Поршневой компрессор/

A.П. Болштянский, B.JI. Гринблат, В.Г. Громыхалин, А.Н. Кабаков,

B.И. Стариков, В.Е. Щерба, Омский политехнический институт № 2688413/25-06; Заявлено 23.11.78; Опубл. 23.07.81, - Бюл. № 27.

36. A.c. СССР 1639173, МКИ F04 В 31/00. Вертикальный поршневой компрессор/ В.Е. Щерба, А.П. Болштянский, М.А. Баннов, Омский политехнический институт - № 4337178/29; Заявлено 09.11.87; Опубл. 01.12.90. (ДСП)

37. A.c. СССР 848755, МКИ F04 С 18/00. Ротационно-пластинчатый компрессор/ В.П. Парфенов, А.Н. Кабаков, А.П. Болштянский, Омский политехнический институт - № 2853874/25-06; Заявлено 13.12.79; Опубл. 23.07.81, - Бюл. № 27.

38. A.c. СССР 1599583, МКИ F04 С 18/00. Роторный компрессор/

A.П. Болштянский, В.Е. Щерба, И.Е. Титов, И.С. Березин, - № 4435963/25-29; Заявлено 06.06.88; Опубл. 15.10.90, - Бюл. № 38.

39. A.c. СССР 1110935, МКИ F04 С 18/356. Ротационный компрессор/

B.Е. Щерба, А.Н. Кабаков, B.JI. Юша, А.П. Болштянский, Омский политехнический институт - № 3610813/25-06; Заявлено 29.06.83; Опубл. 30.08.84, - Бюл. №32.

40. A.c. СССР 1150401, МКИ F04 С 18/356. Ротационный компрессор/ В.Е. Щерба, А.Н. Кабаков, B.JI. Юша, А.П. Болштянский, Омский политехни-

ческий институт - № 3610814/25-06; Заявлено 29.06.83; Опубл. 15.04.85, - Бюл. № 14.

41. A.c. СССР 1135923, МКИ F04 С 18/356. Ротационный компрессор/ В.Е. Щерба, А.Н. Кабаков, B.JI. Юша, А.П. Болштянский, Омский политехнический институт - № 3610812/25-06; Заявлено 29.06.83; Опубл. 23.01.85, - Бюл. №3.

42. Патент РФ № 125635, МПК F 04 В 19/06. Поршневой насос-компрессор/ А.П. Болштянский, В.Е. Щерба, А.К. Кужбанов, Г.А. Нестеренко, Омский государственный технический университет - № 2012140810/06, Заявлено 24.09.2012; Опубл. 10.03.2013, - Бюл. № 7.

43. Носов Е.Ю. Повышение эффективности работы гидропневматических агрегатов с катящимся ротором. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Омск, ОмГТУ, 2009.- 19 с.

44. Пат. РФ № 2305207. Ротационный компрессор/ Болштянский А.П., Носов Е.Ю., Омский гос. технич. ун-т. - № 2005135596. Заявлено 16.11.2005. Опубл. 27.08.2007. -Бюл. №24.

45. Павлюченко Е.А. Разработка и исследование ротационного насос-компрессора с катящимся ротором. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Омск, ОмГТУ, 2010.-20 с.

46. Щерба В.Е., Болштянский А.П., Павлюченко Е.А. Конструкция и характеристики гидропневматического нагнетателя с катящимся ротором. // Тр. Ме-ждунар. науч.-техн. и науч.-метод. конф. - М.: Изд-во МЭИ, 2006. - С. 208-211.

47. Павлюченко Е.А., Болштянский А.П., Щерба В.Е. Насос-компрессор ротационного типа// XIV Междунар. науч.-техн. конф. по компр. технике. Том 1/ ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» - Казань, 2007. - С. 122-125.

48. Павлюченко Е.А., Виниченко A.B., Григорьев A.B. Экспериментальные исследования универсального малорасходного компрессора// Динамика систем, механизмов и машин: Матер. VII Междунар. науч.-техн. конф. Кн. 2, Омск, ОмГТУ, 2009.-с. 132-136.

49. Холодильные компрессоры. Справочник./ Э. М. Бежанишвили, А. В. Быков, Е. С. Гуревич, Т. С. Дремлюх, И. М. Калнинь и др./ Под ред. А. А. Глаголица, Н. А. Головкина, Г. Н. Даниловой, И. М. Калнинь и др./ Общ. ред. И. М. Калнинь. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 280 с.

50. Патент РФ № 118371. Поршневой насос-компрессор/ Болштянский А.П., Щерба В.Е., Ыестеренко Г.А., Виниченко B.C. и др. Омский гос. технич. ун-тет. - № 20121077932/06. Заявлено 01.03.2012. Опубл. 20.07.2012. -Бюл. № 20.

51. Болштянский А. П. Математическое и программное обеспечение реального проектирования компрессоров с газостатическим центрированием поршня// Компрессорная техника и пневматика. - 1998. - № 1-2(18-19). - С. 55-59.

52. Прилуцкий И. К. Использование математического моделирования рабочих процессов при разработке, исследовании и создании ряда высокооборотных поршневых компрессоров малой производительности//Сб. трудов /ЛПИ. -Л., 1980. -№370. -С. 3-11.

53. Перевозчиков М. М. Создание САПР малорасходных поршневых компрессоров// Исследование, конструирование, и технология изготовления компрессорных машин: Тез. докл. 6 науч.-техн. конф. мол. спец.[Казань, май 1991]. - М., 1991.-С. 29.

54. Юша В. Л., Щерба В. Е., Кабаков А. Н. Математическая модель рабочего цикла компрессора с катящимся ротором и впрыском жидкости// Изв. вузов. Энергетика, 1991, № И.-С. 78-86.

55. Доллежаль Н. А. Прикладная теория всасывающего клапана компрессора// Общее машиностроение, 1941. - № 1. С. 30-36.

56. Борисоглебский А. И., Кузьмин Р. В. К расчету процессов всасывания и нагнетания поршневых компрессоров// Химическое и нефтяное машиностроение, 1965. № 11.-С 6-11.

57. Мамонтов М. А. Основы термодинамики тела переменной массы. - Тула.: Приокское книжное издательство, 1970. - 87 с.

58. Штейнгарт JT. А. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров с помощью математического моделирования: Автореф. дис. ...канд. техн. наук. - Л.: ЛПИ, 1973.- 16 с.

59. Пластинин П. И. Расчет и исследование поршневых компрессоров с использованием ЭВМ/ Итоги науки и техники. Серия «Насосостроение и компрессоростроение». М.: ВИНИТИ, 1981. - 167 с.

60. Чистяков Ф. М. Термодинамическое уравнение для процессов с переменной массой// Расчет и экспериментальное исследование холодильных и компрессорных машин. Труды ВНИИХОЛОДМАШ. - М: ВНИИХОЛОДМАШ, 1982.-С. 3-8.

61. Пластинин П. И. Теория и расчет поршневых компрессоров. - М.: ВО «Агропромиздат», 1987. - 271 с.

62. Пластинин П. И., Щерба В. Е. Рабочие процессы объемных компрессоров со впрыском жидкости// Итоги науки и техники. Насосостроение и компрессоростроение. Холодильное машиностроение/ М.: ВИНИТИ, 1996. - 154 с.

63. Щерба В. Е. Рабочие процессы и основы оптимального проектирования объемных компрессоров микрокриогенной техники с двухфазным рабочим телом: Автореф. дисс. ... докт. техн. наук. - Л.: ЛТИХП, 1993. - 32 с.

64. Хрусталев Б. С. Математическое моделирование рабочих процессов - основа для решения задач оптимального проектирования объемных компрессоров// Компрессорная техника и пневматика. - 1995. - № 6-7. - С. 25-28.

65. Болштянский А. П. Расчет динамики поршня компрессора с газостатическим центрированием на начальных этапах проектирования// Прикладные задачи механики. - Омск: ОмГТУ, 1997. - С. 111-117.

66. Bolshtyansky А.Р. The methodology of SAD of the new products of engineering industry at the shortage of ready technical solutions with the example of SAD of compressor with gas-bearing piston (GB-BP)/ The Topical Problems of Mathematical Modeling and Computer-aided Design at Engineering Industry. - Kazan, 1995. - P. 23-25.

67. Диксон Дж. Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решений. М.: Изд-во «МИР», 1969. - 440 с.

68. Орлов, Ю.М. Авиационные объемные гидромашипы с золотниковым распределением. / Ю.М. Орлов; Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 1993. - 214 с.

69. Орлов, Ю. М. Объемные гидравлические машины. Конструкция, проектирование, расчет. / Ю. М. Орлов. - М. : Машиностроение, 2006. - 222 с.

70. Орлов Ю.М. Исследование рабочего процесса в цилиндрах плунжерного насоса// Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. М.: Машиностроение, 1975. Вып. 2. С. 267-278.

71. Климов A.A. Теория рабочего процесса поршневого насоса с клапанным распределением/ A.A. Климов, Ю.М. Орлов // Вестник УГТУ УПИ. На передовых рубежах науки и инженерного творчества: Труды III международной научно-технической конференции/ Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. № 15(45). Ч. 2 с. 183-187.

72. Щерба В.Е., Ульянов Д.А., Григорьев A.B., Виниченко B.C. Математическое моделирование рабочих процессов насосов объёмного действия/Омский научный вестник. - Омск: Изд. ОмГТУ, 2010 №3(93). - С. 77-81.

73. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем/ Т.М. Башта. М: Машиностроение, 1974. - 606 с.

74. Болштяиский А.П., Щерба В.Е., Лысенко Е.А., Ивахненко Т.А. Поршневые компрессоры с бесконтактным уплотнением. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. -416 с.

75. Кабаков А.Н., Щерба В.Е. Некоторые вопросы математического моделирования рабочего процесса в поршневом компрессоре/ Изв. вузов «Энергетика», Минск, - 1980. - №7. - С. 56-61.

76. Твалчрелидзе А. К. Исследование влияния основных геометрических соотношений на экономическую эффективность поршневых компрессоров общего назначения: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - М., 1974. - 16 с.

77. Видякин Ю.А.Колебания и вибрации в поршневых компрессорах/ Ю. А. Видякин, Т.Ф.Кондратьева и др. - Л.:Машиностроение, 1972. - 224 с.

78. Антонов Н М. Применение метода математического моделирования при анализе работы и оптимизации конструкций самодействующих клапанов/ Н. М. Антонов, М.М. Перевозчиков, И.К. Прилуцкий // Повышение эффективности, надежности и долговечности компрессоров и компрессорных установок: Матер. 7 Науч. конф. - Казань, 1987. - С. 40-47.

79. Барышников Г. А. Моделирование процесса нагнетания в ступени поршневого компрессора//Машиностроение.- 1987. - №.4. - С. 49-53.

80. Барышников Г.А. Расчет нагнетательной системы поршневого компрессора с длинным каналом// Машиностроение. - 1993. - № 2. - С. 60-65.

81. Кондратьева Т.Ф. Клапаны поршневых компрессоров/ Т. Ф. Кондратьева,

B. П. Исаков - Л., Машиностроение, 1983. - 158 с.

82. Пинегин С.В., Табачников Ю.Б., Сипенков И.Е. Статические и динамические характеристики газостатических опор. М.: Наука, 1982. - 265 с.

83. Сипенков И. Е. К вопросу о влиянии инерции смазочного слоя на структуру решения нестационарных задач газовой смазки// Проблемы машиностроения и надежности машин. - 1990. - № 3. - С. 35-42.

84. Даниленко Т.К. К расчету теплообмена в щелевом канале// Машиностроение/ Т К. Даниленко, Б А. Макаров - 1976. - № 6. - С. 73-77.

85. Даниленко Т.К. Влияние теплопроводности стенки на процесс теплообмена в канале/ Т.К. Даниленко, Б.И. Микулин, В.Н. Козлов //Тр. МВТУ им. Э. Баумана. - М., 1974. - № 193. - С. 160-165.

86. Бученков А.И., Сибиркин В. Н. Температурные условия работы поршневой группы дизеля при прорыве газов/ А. И. Бученков, В. Н. Сибиркин // Дви-гателестроение. - 1984. - № 8. - С. 7-9.

87. Лощаков П.А. Условия теплообмена в зазоре надкольцевая часть боковой поверхности поршня - гильза цилиндра// Двигателестроение. - 1990. - № 6. -

C. 5-7.

88. Гинцбург Б.Я. О дросселировании газа верхним пояском поршня// Вестн. машиностроения. - 1961. - № 12. - С. 27-30.

89. Кондаков JI.A. Уплотнения и уплотнительная техника: Справоч-ник/Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Овандер и др. Под общ. ред. А.И. Голу-бева, Л.А. Кондакова. - М: Машиностроение, 1986. - 464 с.

90. Болдин А.П., Максимов В.А. Основы научных исследований и УНИРС.

- М.: Изд-во МАДИ (ГТУ), 2002. - 276 с.63,

91. Крутов В.И. Основы научных исследований/ В. И. Крутов, И.М. Грушко, В. В. Попов и др.; Под ред. В. И. Крутова, В. В. Попова. - М.: Высш. шк., 1980.

- 400 с.

92. Рябинин С.П., Шумилин А.П. Скоростно-силовая подготовка в спортивных единоборствах. Красноярск: Институт естественных и гуманитарных наук СФУ, 2007.-153 с.

93. Котур В.И., Скомская М.А., Храмова H.H. Электрические измерения и электрические приборы. -М.: Энергоатомиздат, 1986. - 400 с.

94. Теория и техника теплофизического эксперимента/ Ю.Ф. Гортышов и др.; Под ред. В.К. Щукина. - М: Энергоатомиздат, 2001. - 360 с.

95. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-Заде А.Ю. Технологические измерения и приборы. М.: Высшая школа, 1989. - 456 с.

96. Кравцов A.B. Электрические измерения. М.: Агропромиздат, 1988. -239 с.

97. Евтихеев H.H., Купершмидт Я.А., Папуловский В.Ф., Скугоров В.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин. - М.: Энергоатомиздат, 1990.-352 с.

98. Клокова Н.П. Терморезисторы. Теория, методики расчета, разработки.

- М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

99. Дайчик М.Л. Методы и средства натурной тензометрии: Справочник/ М.Л. Дайчик, ГШ. Пригоровский, Г.Х. Хуршудов. - М.: Машиностроение, 1989.-240 с.

100. Глаговский Б.А., Пивен И.Д. Электротензометры сопротивления. - Л.: Энергия, 1972.-56 с.

ЮЫЦерба В.Е. Рабочие процессы и основы оптимального проектирования объемных компрессоров микрокриогенной техники с двухфазным рабочим телом. Дисс.... докт. техн. наук. Л.: ЛТИХП, 1992. -645 с.

102.Болштянский А.П., Щерба В.Е., Лысенко Е.А., Ивахненко Т.А. Поршневые компрессоры с бесконтактным уплотнением. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010.-416 с.

103. Пат. России № 2098662. Бесконтактный компрессор./ А.П. Болштян-ский, В.Е. Щерба. Омский государственный технический университет. № 95114243/06; Заявл. 08.08.1995; Опубл. 10.12.1997. - Бюл. №; 34

104. Пат. России 2296241. Поршневой компрессор./ А.П. Болштянский, В.Е. Щерба, Е.А. Лысенко. Омский государственный технический университет. № 2005129839. Заявлено 26.09.2005. Опубл. 27.03.2007. - Бюл. № 9