Рабочие процессы поршневых компрессорно-расширительных агрегатов с самодействующими клапанами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.06, доктор технических наук Калекин, Вячеслав Степанович

• Калекин, Вячеслав Степанович
• доктор технических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор технических наук Калекин, Вячеслав Степанович

Список обозначений.

Введение.:.

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРШНЕВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАШИН.

1.1. Агрегатирование поршневых энергетических машин. Объекты исследований.

1.2. Поршневые компрессоры, пневмодвигатели, детандер-компрессорные и пневмодвигатель-компрессорные агрегаты.

1.2.1. Состояние, технический уровень, перспективы развития.

1.2.2. Теоретические и действительные процессы.

1.2.3. Математические модели рабочих процессов.

1.3. Системы охлаждения компрессорно-расширительных агрегатов.

1.3.1. Конструкции теплообменников с пористым оребрением.

1.3.2. Результаты газодинамических и тепловых исследований материалов с пористой структурой.

1.3.3. Газоохладители с непосредственным контактным теплоносителей.

1.4. Постановка задач исследований.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ПОРШНЕВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАШИН С САМОДЕЙСТВУЮЩИМИ КЛАПАНАМИ.

2.1. Математические модели рабочих процессов поршневых компрессоров, детандеров, пневмодвигателей.

2.2. Связь ступеней компрессоров многоступенчатого сжатия, детандер-компрессорных и пневмодвигатель-компрессорных агрегатов.

2.3. Описание алгоритма и программы расчета рабочих процессов.

2.4. Анализ влияния неточностей в задании эмпирической информации в математических моделях процессов поршневых энергетических машин.

2.4.1. Поршневые компрессоры.

2.4.2. Поршневые пневмодвигатели и детандер-компрессорные агрегаты.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.1. Стенд для исследования поршневых компрессоров общепромышленного назначения.

3.2. Экспериментальный стенд для исследования детандер-компрессорного агрегата.

3.3. Стенд для исследования поршневых пневмодвигателей.

3.4. Методика экспериментов. Погрешности измерений.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ЧИСЛЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРНО-РАСШИРИТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ.

4.1. Влияние работы промежуточного холодильника на рабочий процесс двухступенчатого компрессора.

4.2. Регулирование давления нагнетания двухступенчатого компрессора отжимом всасывающих клапанов на части хода поршня.

4.3. Результаты исследований рабочих процессов детандер-компрессорного агрегата.

4.3.1. Сравнение экспериментальных и теоретических исследований.

4.3.2. Конструктивные соотношения самодействующих клапанов для детандера и пневмодвигателя.

4.3.3. Влияние конструктивных и режимных параметров на рабочие характеристики детандер-компрессоного агрегата.

4.4. Результаты исследований рабочих процессов поршневых пневмодвигателей.

4.5. Типоразмерные ряды детандер-компрессоных и пневмодвигател ь-компрессорных агрегатов и пневмодвигателей.

5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ И КОНЦЕВЫХ ХОЛОДИЛЬНИКОВ КОМПРЕССОРНЫХ И ДЕТАНДЕР-КОМПРЕССОРНЫХ АГРЕГАТОВ.

5.1. Экспериментальные стенды для исследования теплообменников с пористым оребрением.

5.1.1. Стенд для исследования тепловых и газодинамических характеристик пористых пластин.

5.1.2. Стенд для исследования теплообменников воздушного охлаждения с пористым оребрением.

5.1.3. Анализ погрешностей измерений при исследовании лабораторных образцов теплообменника воздушного охлаждения.

5.2. Экспериментальные стенды для исследования центробежно-барботажных аппаратов с непосредственным контактом теплоносителей.

5.2.1. Стенд для исследования газо- гидродинамики контактных теплообменников.

5.2.2. Стенд для исследования процессов тепло- и массообмена.

5.3. Результаты экспериментальных исследований теплообменников с пористым оребрением.

5.4. Теоретические решения по газодинамике центробежно-барботажного аппарата.

5.5. Результаты экспериментального исследования гидродинамики центробежно-барботажного аппарата.

5.6. Методика инженерного теплового и конструктивного расчета ЦБА с непосредственным контактом теплоносителей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рабочие процессы поршневых компрессорно-расширительных агрегатов с самодействующими клапанами»

Совершенствование конструкций машин и аппаратов, имеющих распространение в различных отраслях промышленности, происходит в направлении снижения металлоемкости и энергоемкости, достижения технико-экономического уровня лучших мировых аналогов, создания новых типов машин, совмещающих в себе несколько функций с целью получения качественно новых результатов.

Поршневые компрессоры (ПК), детандеры и пневмодвигатели (ПД) являются энергетическими машинами. В качестве привода компрессоров, в большинстве своем, применяют электродвигатели. В детандерах и пневмо-двигателях используется энергия сжатого воздуха (пневматическая энергия) для получения искусственного холода и механической работы. Т. е. работа их невозможна без компрессоров. На привод компрессоров расходуется около 15 % электроэнергии, вырабатываемой электростанциями России. Причем более 50 % от общего расхода электроэнергии приходится на привод поршневых компрессоров (ПК). Наибольшее распространение получили ПК общепромышленного назначения (более 80 % от всех ПК), воздушные компрессоры с конечным давлением 0,9. 1,3 МПа.

В этой связи создание и внедрение высокоэффективных ПК и потребителей пневматической энергии следует отнести к одному из важнейших направлений развития современной науки и техники.

От эксплуатационных и экономических показателей энергетических машин зависит развитие таких важнейших отраслей, как нефтяная, газовая, химическая, теплоэнергетическая, машиностроительная, металлургическая, пищевая и др. промышленности. Это вызывает необходимость проведения исследовательских и конструкторских работ направленных на создание новых, более экономичных конструкций ПК, детандеров, пневмодвигателей, компрессорно-расширительных агрегатов, обладающих улучшенными эксплуатационными качествами, низкими удельными показателями, такими как, мощность и удельные массогабаритные параметры.

Поршневые ПД, использующие энергию сжатого воздуха от компрессоров общепромышленного назначения, не имеют альтернативы для привода механизмов и машин пожаро- и взрывоопасных производств, предприятий горнодобывающей, нефтеперерабатывающей, газовой, химической и др. отраслей промышленности. Потребность только горных предприятий в поршневых пневмодвигателях составляет несколько десятков тысяч в год. Перспективны применения ПД для горных машин и комплексов при разработке глубоко залегающих полезных ископаемых связаны не только с повышенной опасностью взрыва газа или пыли, но и с наличием холодильного эффекта, роль которого существенно возрастает с увеличением глубины разработок, повышением температуры атмосферы в подземных выработках. При этом холодопроизводительность пневмодвигателей, принципиально не отличающихся от детандеров, тем выше, чем выше давление сжатого воздуха на входе.

Совершенствование конструкций поршневых пневмодвигателей до настоящего времени проводилось путем замены подшипников скольжения подшипниками качения, увеличения проходных сечений внутренних пнев-молиний и диаметра распределительного вала (золотника), улучшения формы окон.

Большинство эксплуатируемых поршневых детандеров имеют традиционную со времен создания первых расширительных машин систему газораспределения - с принудительным приводом клапанов. Этот привод клапанов, осуществляемый с помощью многозвенной системы от коленчатого вала машины (внешний привод), либо непосредственно от поршня (внутренний привод), является слабым местом в конструкции детандера из-за его низкой надежности, высокой трудоемкости изготовления и ремонта, монтажа и демонтажа. Большая инерционность элементов привода клапанов обуславливает невысокие числа оборотов вала поршневых детандеров (до 500 об/мин - с внешним приводом; до 1000 об/мин - с внутренним приводом). Работа детандеров с таким приводом клапанов в установках высокого и среднего давления достаточно эффективна лишь на номинальном (расчетном) режиме.

Поршневые детандер-компрессоры, т.е. агрегаты с совмещенными на общем валу компрессором и детандером, также применяются в установках криогенной техники. Такие схемы являются рациональными с точки зрения использования энергии, высвобождаемой в детандере, которая идет на работу сжатия в компрессоре, а не гасится тормозным устройством. Низкая эффективность работы поршневых детандер-компрессоров на нерасчетных режимах обуславливается взаимным влиянием ступеней компрессора и детандера, а также системой газораспределения детандера. Компрессор в этих агрегатах является, как правило, дожимающим, получающим энергию только от детандера, а принудительный привод клапанов детандера имеет указанные выше недостатки.

Эффективность работы поршневых детандеров и ПД, в большинстве своем, связана с наличием воздухораспределительных органов. Воздухораспределительный механизм у детандеров, золотниковое устройство у пнев-модвигателей - важнейшие узлы, от которых во многом зависит не только экономичность, но и надежность их работы.

Назначение механизма - управление впуском и выпуском воздуха из цилиндра путем принудительного открытия и закрытия соответствующих впускных и выпускных каналов. Наличие принудительной системы воздухо-распределения ограничивает возможность повышения числа оборотов, приводит к снижению КПД при работе, на режимах, отличающихся от номинальных. Освобождение конструкции от воздухораспределительного механизма, замена его самодействующими клапанами создает определенные предпосылки к повышению эффективности работы расширительных поршневых машин.

Развитие теории самодействующих клапанов началось с работ академика H.A. Доллежаля, проведенных им в период с 1936 по 1944 гг. и американского ученого М. Costagliola. Начиная с этого времени, самодействующими клапанами стали заменять принудительный привод клапанов поршневых компрессоров.

Самодействующие клапаны в поршневых детандерах и ПД не применялись, т.к. считалось невозможным обеспечить закрытие и открытие клапанов в связи с тем, что давление во впускном трубопроводе всегда выше, чем в цилиндре, а в цилиндре выше, чем в выпускном трубопроводе. Последние разработки СПбГАХиПТ (ЛТИХП) проводимые под руководством профессора И.К. Прилуцкого показали принципиальную возможность использования самодействующего впускного клапана в системе газораспределения поршневого детандера высокого давления. Им была предложена конструкция самодействующего нормально-открытого клапана для такого детандера, предназначенного для работы в воздухоразделительной установке.

Однако экспериментальные исследования поршневого детандера высокого давления с самодействующим впускным клапаном были ограничены снятием только внешних характеристик. Также отсутствуют данные по теоретическим и экспериментальным исследованиям детандеров низкого давления (до 0,9. 1,3 МПа) с анализом влияния самодействующих клапанов на эффективность его работы. Каких-либо сведений о применении самодействующих клапанов в поршневых ПД в отечественной и зарубежной литературе не содержится.

Введение в систему газораспределения поршневого ПД и детандера самодействующих клапанов позволит:

- устранить большое количество громоздких деталей внешнего и внутреннего привода, подвергающихся трению и механическим нагрузкам, снижая тем самым трудоемкость изготовления и металлоемкость конструкций;

- повысить надежность работы и, облегчить обслуживание и ремонт;

- обеспечить практически неизменный КПД на различных режимах, в том числе и нерасчетных;

- развивать большие скорости вращения коленчатого вала, вследствие малой инерционности самодействующих клапанов, что приведет к увеличению производительности, снижению удельной мощности и массогабаритных показателей.

Увеличение частоты вращения коленчатого вала детандера позволяет размещать его на одном валу с компрессором, т.е. объединять их в общий детандер - компрессорный агрегат (ДКА). Металлоемкость в целом такой установки снижается. Применение воздуха в качестве холодильного агента в установках умеренного охлаждения создает предпосылки для решения большой мировой проблемы, связанной с ограничением использования озо-норазрушающих хладонов, принятой Монреальским Протоколом 1987 года.

Регулирование давления на входе поршневых ПД позволяет менять число оборотов вала при сохранении высокого КПД, что открывает новые возможности реализации идеи агрегатирования, объединении в один передвижной агрегат ПД и дожимающего компрессора одноступенчатого сжатия без водяного охлаждения с использованием выхлопного воздуха пневмодви-гателей для охлаждения компрессора.

Применение при создании новых конструкций ПД, ДКА и пневмодвига-тель компрессорных агрегатов (ПДКА) на унифицированных компрессорных базах позволяет сокращать сроки внедрения и изготовления таких машин, привлекать неспециализированные предприятия, в частности, военно-промышленного комплекса к изготовлению ПД и компрессорно-расширительных агрегатов в рамках конверсионной программы.

Основная доля теплоты сжатия компрессорных установок (до 90 %) отводится в межступенчатых и концевых холодильниках. Эксплуатируются, в основном, две системы охлаждения: водяная и воздушная. Проводятся исследования комбинированных систем. К недостаткам водяной системы следует отнести - снижение интенсивности охлаждения в процессе эксплуатации из-за быстрого загрязнения теплопередающей поверхности, для воздушной - характерны низкая эффективность охлаждения в теплое время года, большие габаритные размеры и металлоемкость аппаратов воздушного охлаждения. Применение непосредственного контакта воздуха с водой исключает недостаток первых, использование компактных воздушных пластинчатых теплообменников способствует уменьшению проявления недостатков у вторых.

Повышение интенсивности теплообмена в водяных теплообменниках возможно путем непосредственного контакта воздуха с жидкостью.

С учетом специфики разнообразных технологических процессов в различных отраслях промышленности создано большое количество высокоэффективных типов аппаратов с непосредственным контактным охлаждением газа жидкостью. Наиболее распространенным способом контакта газа и жидкости является барботаж. На этом способе основана работа большинства тарельчатых колонн. Однако у плоской тарелки диапазон нагрузок по фазам (прежде всего по газу) не очень велик, в среднем отношение максимально-допустимого расхода газа к минимальному в лучших конструкциях достигает величины порядка 1,5.3,0. Удельная поверхность контакта фаз и коэффициенты массопереноса так же ограничены предельно-допустимыми скоростями газа в потоке, которые обычно не превышают 2.3 м/с. Поэтому при разработке эффективной массообменной аппаратуры все чаще прибегают к использованию вращающегося двухфазного слоя, имеющего ряд преимуществ: более высокие скорости вдува газа обеспечивают увеличение удельной поверхности контакта и коэффициентов массообмена; закрученные потоки способствуют сепарации капель жидкости и, следовательно, уменьшению брызгоуноса.

Обеспечение высокой интенсивности теплообмена за счет совершенствования конструкций теплообменных аппаратов воздушного охлаждения и контактных охладителей газа способствует снижению потребления воды и электроэнергии компрессорными машинами.

Вышесказанное позволяет считать актуальными вопросы, связанные с изучением и совершенствованием рабочих процессов поршневых ПД, ПДКА, ДКА, промежуточных и концевых холодильников; разработкой принципиально новых конструктивных решений узлов и систем, работающих при высоких частотах вращения коленчатого вала. Созданием новых методик расчета, оптимизацией рабочих процессов и конструктивных соотношений отдельных элементов и узлов машин и аппаратов на основе выявления и учета физических закономерностей, обобщения имеющихся теоретических и экспериментальных материалов.

Настоящая работа посвящена проблеме совершенствования процессов сжатия и расширения воздуха в компрессорно-расширительных агрегатах путем замены принудительного воздухораспределения самодействующими клапанами и использования более эффективного межступенчатого и концевого охлаждения.

В работе реализован комплексный подход к решению научной проблемы, включающий обобщение и анализ литературных материалов, данных практики; применение теоретических и экспериментальных методов исследований с использованием физических и математических моделей, методов теории подобия при постановке опытов и обработке результатов экспериментов в теплообменных аппаратах, проведение численных экспериментов на персональных ЭВМ.

При непосредственном участии автора были разработаны модели конструкций ПД и ДКА, конструкции самодействующих клапанов. Впервые проведены экспериментальные исследования, в результате которых установлена работоспособность ПД и ДКА, установлены конструктивные параметры клапанов, регламентирующие диапазоны устойчивой работы расширительных машин.

Разработаны математические модели рабочих процессов поршневых ПД, ПДКА и ДКА с самодействующими клапанами, выполнены численные эксперименты, установлены соотношения конструктивных и режимных параметров, оказывающих влияние на рабочий процесс, проведено обоснование типоразмерных поршневых ПД, ПДКА и ДКА с самодействующими клапанами на унифицированных компрессорных базах, разработаны конструкции теплообменных аппаратов воздушного охлаждения с пористым оребрением и конструкции центробежно-барботажных' аппаратов (ЦБА) с непосредственным контактом теплоносителей. Проведены экспериментальные исследования по определению газодинамических и тепловых характеристик пористых пластин и теплообменников воздушного охлаждения с пористым оребрением. Получены зависимости для расчета гидравлических сопротивлений и теплоотдачи пористых ребер. Теоретически решена задача определения толщины барботажного слоя для ЦБА в двумерной постановке. Проведены эксперименты по исследованию газодинамических и тепло- массо-обменных процессов ЦБА с непосредственным контактом теплоносителей. Результаты экспериментальных исследований приведены в виде безразмерных зависимостей. Разработана инженерная методика расчета ЦБА. Полученные данные для теплообменных аппаратов воздушного и водяного контактного охлаждения были использованы при усовершенствовании и разработке математических моделей многоступенчатых компрессоров и ДКА.

На основе обзора и анализа современного состояния математического моделирования, конструктивных схем и систем газораспределения ПК, поршневых ПД, ПДКА и ДКА, опыта применения дожимающих компрессоров для обеспечения подземных потребителей повышенным давлением на входе, экспериментального исследования теплообмена в рекуперативных теплообменниках и тепло-массообмена в контактных аппаратах в первой главе сформулированы цель и задачи исследований.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей рабочих процессов в ступенях компрессора, многоступенчатого компрессора, пнев-модвигателя, ПДКА и ДКА с самодействующими клапанами, анализу влияния неточностей в задании эмпирической информации на результаты моделирования, возможности использования эмпирической информации, полученной для ПК, при моделировании поршневых ПД, ДКА и ПДКА.

Третья глава посвящена описанию экспериментальных стендов для исследования рабочих процессов двухступенчатого поршневого компрессора, физических моделей ПД и ДКА, методикам исследований, оценке погрешностей измерений.

В четвертой главе приведены основные результаты теоретических и экспериментальных исследований по изучению влияния работы промежуточного холодильника на рабочий процесс двухступенчатого компрессора. Проведен анализ экспериментальных данных, полученных по регулированию форсированного по давлению нагнетания компрессора ВУ-2,5/12 отжимом всасывающих клапанов на части хода поршня. Дан анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований рабочих процессов моделей и ДКА, приведены рекомендации по созданию типоразмерных рядов ПД, ДКА и ПДКА, выполненных на унифицированных компрессорных базах с поршневым усилием 2,5.16кН.

Пятая глава посвящена описанию экспериментальных стендов для исследования тепловых и газодинамических характеристик пористых ребер, лабораторной модели теплообменника с пористым оребрением, двух экспериментальных стендов] моделей ЦБ А с непосредственным контактом теплоносителей исследования процессов тепло-массообмена и гидродинамики, методикам измерения и оценке погрешностей экспериментов и содержит результаты экспериментальных исследований теплообменников с пористым оребрением, теоретические решения по гидродинамике ЦБА с непосредственным контактом теплоносителей, результаты экспериментального исследования процессов тепло- массообмена и гидродинамики ЦБА, методики тепловых и конструктивных расчетов рассмотренных теплообменных и контактных аппаратов.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые экспериментально подтверждена работоспособность самодействующих клапанов

ПД и детандера при условиях работы на низком начальном давлении и возможность работы детандера с самодействующим клапаном в составе ДКА. Получены зависимости углов открытия и закрытия впускного самодействующего кольцевого клапана от жесткости пружины, максимальной высоты подъема запорного элемента, величины относительного мертвого пространства. Установлено влияние угла закрытия клапана на интегральные показатели работы ПД и детандера. Усовершенствована математическая модель процесса многоступенчатого поршневого компрессора. Разработаны и экспериментально проверены математические модели рабочих процессов поршневых ПД и ДКА, построенные на основе дифференциального уравнения термодинамики тела переменной массы, с учетом динамики самодействующих клапанов и связи ступеней на основе равенства массовых расходов компрессора и детандера за цикл. Получена зависимость для определения коэффициента давления для самодействующего клапана детандерной ступени и детандера за цикл. Экспериментально установлены пределы гидродинамической устойчивости вращающегося центробежно- барботажного слоя в зависимости от способа подачи охлаждающей жидкости на коническое контактное устройство. Результаты экспериментальных исследований по определению гидравлических и тепловых характеристик пористых пластин, гидродинамических и тепло-массообменных характеристик барботажного слоя контактных аппаратов обработаны в виде зависимостей от безразмерных переменных в соответствии с методами теории подобия. Получены безразмерные зависимости сопротивления и теплоотдачи от критерия Рей-нольдса. Разработана инженерная методика расчета ЦБА с непосредственным контактом теплоносителей. Даны рекомендации по разработке типо-размерных рядов поршневых ПД, детандер-компрессорных и пневмодвига-тель- компрессорных агрегатов, выполненных на унифицированных У- и Ш-образных базах поршневых компрессоров с номинальным поршневым усилием в ряду 2,5. 16 кН. Экспериментально исследованы физические модели поршневых ПД, ДКА, воздушных теплообменников с пористым оребрением, ЦБА с непосредственным контактом теплоносителей, защищенных авторскими свидетельствами, патентами России; свидетельствами на полезные модели.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на 1-й ВНТК «Молодые исследователи и конструкторы-химическому машиностроению» (Дзержинск, 1977); на 5-й ВНТК «Повышение эффективности и совершенствование компрессорных машин и установок» (Москва, 1978); на 3-й ВНТК молодых исследователей и конструкторов химического машиностроения (Краснодар, 1981); на 6-й ВНТК по компрессоростроению (Ленинград, 1981); на 3-й ВНТК по холодильному машиностроению (Одесса ,1982); на 5-м семинаре кафедр и групп теплофизического профиля вузов Сибири и Дальнего востока (Кемерово, 1986), на ВНТК «Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности» (Владивосток, 1989); на 8-й ВНТК «Создание компрессорных машин и установок, обеспечивающих интенсивное развитие отраслей отраслей топливно-энергетического комплекса» (Сумы, 1989); на 1-й МНТК «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1995); на 2-й МНТК «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1997); на МНПК «Проблемы охраны окружающей среды от промышленных, бытовых, биологических и медицинских отходов, осадков сточных вод» (Пенза, 1997); на 1-й МНТК «Экология человека и природы» (Иваново, 1997); на 11-й МНТК по компрессорной технике; (Казань, 1998); МНТК «Холодильная техника России. Состояние и перспективы накануне XXI века» (Санкт-Петербург, 1998); ВНТК «Прогрессивные технологии и оборудование пищевых производств» (Санкт-Петербург, 1999); на 5-й ВНТК «Перспективные материалы, технологии, конструкции» (Красноярск, 1999).

Реализация работы. Основные результаты исследований и программы расчета получили реализацию на предприятиях города Омска: АО «Омский каучук», АО «Цирконгеология», Иртышское речное пароходство, ОМП им. Баранова, ОАО завод пнематических машин «Пневматика» (г. Санкт

18

Петербург), АО «Азот», (г. Кемерово), учебном процессе ОмГТУ на кафедре компрессорных и холодильных машин и установок.

По результатам диссертации опубликовано 36 печатных работ, в том числе 1 учебное пособие, получено 3 авторских свидетельства, 3 патента России, 3 свидетельства на полезные модели.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 260 страницах машинописного текста и поясняется 120 рисунками, 14 таблицами.

Заключение диссертации по теме «Вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы», Калекин, Вячеслав Степанович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ.

В настоящей работе проведено комплексное исследование поршневых компрессоров, пневмодвигателей, компрессорно-расширительных агрегатов с самодействующими клапанами, с промежуточными и концевыми холодильниками с непосредственным контактом теплоносителей и воздушного охлаждения теплообменных поверхностей с пористым оребрением. Разработаны математические модели рабочих процессов компрессорно расширительных агрегатов, уточнена математическая модель поршневого компрессора с тронковым поршнем, предложены методика инженерных расчетов пневмодвигателей, контактных холодильников центробежно-барботажного типа, теплообменных аппаратов с пористым оребрением.

Работа направлена на совершенствование рабочих процессов поршневых энергетических машин (компрессоров, пневмодвигателей, детандеров и компрессорно расширительных агрегатов), созданием новых более экономичных конструкций, обладающих улучшенными эксплуатационными качествами, низкими удельными показателями, такими как затраты мощности и удельная металлоемкость.

Основные теоретические и практические результаты проведенного комплекса исследований состоят в следующем:

1. Выполнен анализ теоретических и экспериментальных исследований по совершенствованию процессов сжатия и расширения в поршневых: компрессорах общепромышленного назначения; поршневых пневмодвигателях; детандерах и детандер -компрессорных агрегатах, интенсификации охлаждения газа в промежуточных и концевых контактных холодильниках центробежно-барботажного типа и теплообменных аппаратов с пористым оребрением.

2. Разработаны и апробированы математические модели рабочих процессов поршневых энергетических машин с самодействующими клапанами: компрессоров, пневмодвигателей, пневмодвигатель-компрессорных и детандеркомпрессорных агрегатов, основанные на уравнениях: сохранения энергии, массы, состояния, динамики самодействующих клапанов, моделировании утечек через поршневые уплотнения, учитывающие связь компрессорных и ком-прессорно-расширительных ступеней из условий равенства тепловых балансов в промежуточном (концевом), холодильнике и массовых расходов ступеней за цикл.

3. Математические модели реализованы в виде программ расчета на ПЭВМ с использованием языка программирования Turbo-Pascal. Выбранные численные методы для решения систем дифференциальных уравнений по ступеням (метод Эйлера) и для определения среднего за цикл промежуточного давления (метод квадратичной апроксимации и метод Эйлера) обеспечивает надежную сходимость итерационного процесса, позволяет получить требуемую точность расчетов при сравнительно небольших затратах времени.

4. Созданы и конструктивно проработаны конструкции физических моделей поршневых пневмодвигателей, детандер-компрессорных агрегатов, самодействующих нормально - открытых впускных клапанов с регулируемой высотой подъема запорных элементов, теплообменных аппаратов с пористым ореб-рением и контактных холодильников центробежно-барботажного типа, новизна которых подтверждена авторскими свидетельствами на изобретения, патентами России, свидетельствами на полезные модели.

5. На основе разработанных математических моделей рабочих процессов комрессорно-расширительных агрегатов проведено исследование влияния неточностей в задании эмпирической информации на конечные результаты моделирования. Установлено, что рекомендуемые в настоящее время эмпирические зависимости и коэффициенты, используемые в математических моделях с достаточной точностью удовлетворяют целям моделирования рабочих процессов поршневых компрессоров и пневмодвигателей (детандеров).

6. Впервые экспериментально доказана работоспособность прямоточного детандера в составе детандер-компрессорного агрегата и поршневого пневмо-двигателя с самодействующими впускными клапанами на низких давлениях.

7. На основании результатов экспериментальных и теоретических исследований установлено, что: режим охлаждения воздуха в межступенчатом холодильнике оказывает влияние на рабочие процессы, происходящие в компрессорных ступенях, в зависимости от охлаждения определяются величины промежуточных давлений и условия всасывания в последующие ступени. Рабочие процессы в ступенях и компрессоре в целом при этом могут существенно изменяться; способ регулирования форсированных по конечному давлению компрессоров отжимом "клапанов на линии всасывания 1-ой ступени наиболее экономичен в пределах снижения производительности до 50% от номинальной при сравнительно незначительных изменениях температурного состояния компрессора; имеет место зависимость степени отсечки наполнения цилиндра С? (угла закрытия клапана) пневмодвигателя (детандера) и начального давления воздуха от жесткости пружин и максимальной высоты подъема кольцевого клапана; угла открытия клапана от величины относительного мертвого пространства; степень отсечки наполнения цилиндров (угол закрытия клапана) пневмодвигателя (детандера) и относительное мертвое пространство оказывает влияние на интегральные характеристики: мощность, холодопроизводительность, степень снижения температуры отработанного воздуха, удельную производительность пневмодвигателя. При Ст=0.5.0.55 обеспечиваются максимальные значения указанных показателей работы для детандер-компрессорных агрегатов, для пневмодвигателей максимальное значение мощности соответствует С>0.#5.0$5; пределы гидродинамической устойчивости вращающегося центробежно-барботажного слоя зависят от способа подачи охлаждающей жидкости на контактное устройство - сверху или снизу, числа Рейнольдса, угла раскрытия обратного усеченного конуса, отношения эквивалентного диаметра отверстий перфорации к среднему диаметру усеченного конуса, наиболее широкий диапазон устойчивой работы центробежно-барботажного аппарата по числу Рей-нольдса имеет место при нижней подаче охлаждающей жидкости на контактное устройство; установка пористых ребер, выполненных из набора сеток, в пластинчатых и трубчатых теплообменниках приводит к увеличению коэффициента теплопередачи на 20. 30% при росте гидравлических сопротивлений на 10. 15%; разработанные математические модели адекватно описывают процессы в рабочих камерах поршневых энергетических машин и межступенчатых холодильниках и могут быть использованы для оптимизации режимных и конструктивных параметров отдельных элементов и всего агрегата в целом. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных показало удовлетворительное их совпадение как с количественной, так и с качественной стороны. Расхождение в индикаторных мощностях составило в расширительных-2.15%, компрессорных С1упенях-3.5%, производительности-до 2%.

8. Результаты экспериментальных исследований по определению гидравлических и тепловых характеристик пористых пластин, гидродинамических и те-пло-массообменных характеристик барботажного слоя контактных аппаратов обработаны в виде зависимостей из безразмерных переменных в соответствии с методами теории подобия. Получены критериальные зависимости безразмерных сопротивлений и теплоотдачи от критерия Рейнольдса.

9. Усовершенствована математическая модель рабочего процесса поршневого компрессора общепромышленного назначения за счет моделирования процессов охлаждения в промежуточных и концевых контактных холодильниках центробежно-барботажного типа, теплообменных аппаратов воздушного охлаждения с пористым оребрением

10. На основании математических моделей рабочих процессов и инженерных методик даны рекомендации по разработке типоразмерных рядов поршневых пневмодвигателей, детандер-компрессорных и пневмодвигатель- компрессорных агрегатов, выполненных на унифицированных У- и Ш- образных базах поршневых компрессоров с номинальным поршневым усилием в ряду 2,5. 16

141 1.

11. Решение поставленных задач стало возможным благодаря известным достижениям в области термодинамики тела переменной массы, тепло-массопереноса и гидродинамики двухфазных течений, теплопередачи, теории подобия, вычислительной математике и технике, математического моделирования и экспериментальным исследованиям рабочих процессов поршневых энергетических машин (компрессоров пневмодвигателей, детандеров).

12. Полученные теоретические положения, принципы конструирования, методики расчета позволили внедрить их в учебный процесс, программы расчета использовать для оптимизации конструкций компрессорно-расширительных агрегатов и оценки технического состояния работающих в промышленности многоступенчатых поршневых компрессоров, выдать рекомендации по расчету и проектированию теплообменных аппаратов при непосредственном контакте воздуха и охлаждающей воды и воздушного охлаждения с пористым оребрени-ем.

13. Рекомендации по созданию типоразмерных рядов пневмодвигателей и компрессорно-расширительных, выполненных на унифицированных компрессорных базах, могут быть использованы при разработке и изготовлении опытных и серийных образцов в рамках конверсионной программы на моторосрои-тельном предприятии им. П.И. Баранова (г. Омск) и ОАО завод пнематических машин «Пневматика» (г.Санкт-Петербург).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Калекин, Вячеслав Степанович, 1999 год

1. Большая советская энциклопедия / Под ред. A.M. Прохорова. - М.: Советская энциклопедия, 1970. - Т. 1. - 608 с.

2. Политехнический словарь / Под ред. А.Ю. Ишлинского. 2-е изд.- М.: Советская энциклопедия, 1980,- 656 с.

3. Холодильные машины. Справочник / Под ред. A.B. Быкова М.: Легкая и пищевая промышленность, 1992,- 224 с.

4. Страхович К.И. Компрессорные машины,- М.: Госторгиздат, 1961.- 310 с.

5. Френкель М.И. Поршневые компрессоры Л: Машиностроение, 1969 -740с.

6. Поршневые компрессоры / Захаренко С.Е., Анисимов С.А., Дмитриевский В.А. и др.-М.: Л.: Машгиз, 1961.- 452 с.

7. Поршневые компрессоры / Б.С. Фотин, И.Б. Пирумов, И.К. Прилуцкий, П.И. Пластинин; Под ред. Б.С. Фотина.- Л.: Машиностроение, 1987.- 372 с.

8. Пластинин П.И. Теория и расчет поршневых компрессоров. М.: Агропром-издат, 1987,- 271 с.

9. Прилуцкий И.К. Разработка, исследование и создание компрессоров и детандеров для криогенной техники: Дис. . д-ра. техн. наук.- Л., 1991.

10. Ю.Доллежаль H.A. Прикладная теория всасывающего клапана поршневого компрессора// Общее машиностроение.-1941.- № 1.

11. П.Доллежаль H.A. Опыт определения сопротивления самодействующих клапанов поршневых компрессоров / Тр. ВИГМа, Каталог-издат,- 1940.

12. Доллежаль H.A. Расчет основных параметров самодействующих пластинчатых клапанов поршневого компрессора // Общее машиностроение,- 1941.-№9,- С. 2-5.

13. Колебания и вибрации в поршневых компрессорах / Видякин Ю.А., Кондратьева Т.Ф., Петрова Ф.П., Платонов А.Г.- Л.: Машиностроение, 1972 224с.

14. Видякин Ю.А., Доброклонский Е.Б., Кондратьева Т.Ф. Оппозитные компрессоры.- Л.: Машиностроение, 1979.- 280 с.

15. Хрусталев Б.С. Исследование работы группы клапанов поршневого компрессора: Дис. . канд. техн. наук,- Л., 1974.

16. Исаков В.П. Исследование динамики и прочности самодействующих дисковых клапанов поршневых компрессоров: Дис. . канд. техн. наук,- Л., 1969.

17. Пирумов И.Б. Разработка методов газодинамического, динамического и прочностного расчетов, моделирование работы и оптимизация самодействующих клапанов поршневых компрессоров: Дис. . д-ра техн. наук,- Л., 1984.

18. Калекин B.C., Прилуцкий И.К., Фотин Б.С. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров общепромышленного назначения / Тр. ЛИИ им. Калинина,- Тема № 3540,- Л.: 1978.- 216 с.

19. Ивашнев Е.А., Калекин B.C., Карапетян Р.Н., Прилуцкий И.К. Пути оптимизации конструкции компрессора ВУ-2,5/12 // Промышленность Армении.-1978,-№11,- С. 35-38.

20. Калекин B.C. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров общепромышленного назначения: Дис. . канд. техн. наук.- Л., 1978.

21. Прилуцкий И.К. Исследование математического моделирования при разработке, исследовании и создании ряда высокооборотных поршневых компрессоров малой производительности / Сб. науч. тр. № 370.- Л.: ЛИИ им. Калинина.- 1980.

22. Ивашнев Е.А. Разработка и исследование поршневых компрессоров малой производительности с воздушным охлаждением: Дис. . канд. техн. наук,-Л., 1981.

23. Хлумский В. Поршневые компрессоры. М.: Гос. научн.-техн. изд. маши-ностр. литературы, 1962.-403 с.

24. Моисеев Л.Л. Перспективы развития компрессорного хозяйства глубоких шахт / Сб. науч. тр. КузПИ.-Кемерово, 1969,- № 13. С. 65-68.

25. Моисеев Л.Л. Моделирование и оптимизация режимов работы компрессорных станций горных предприятий,- Кемерово.: КузПИ, 1979,- 118 с.

26. Шафаренко И.А. Научно-технический прогноз развития техники и технологии добычи и обогащения железных руд // Горный журнал,- 1971,- № 3,- С. 34-36.

27. Горбунов В.Ф., Резник Б.Л., Фукс Л.А. О стандартизации качества пневматической энергии // Стандарт и качество.- 1972,- № 8.- С. 15-16.

28. Тиховидов Б.Д., Никитин С.Н. Область применения промежуточных дожимных компрессоров в условиях угольных шахт // Сб. науч. тр. Горная электромеханика и технология горного машиностроения,- Харьков.: ХГИ.- 1958.-Т.5.- С.121-129.

29. Никитин С.Н. Применение дожимных компрессоров на шахте // Уголь Украины.-1962,-№4,-С. 13 и 71.

30. Смородин А.С. Исследование процессов преобразования сжатого воздуха для горных машин: Автореф. дис. . канд. техн. наук,- Л., 1969,- 19 с.

31. Рыбин А.И. Повышение давления сжатого воздуха перед инструментом // Сб. научн. тр. Пермского политехи, ин-та.- 1965.-t.XVII.- С. 101-108.

32. Хомицевич К.Н. Роль дожимных агрегатов в шахтной пневматической сети //Уголь.- 1963.-№12,-С. 18.

33. Борисенко К.С., Попов Ю.Н. О дожимных компрессорах // Сб. научн. тр. инта горн. мех. и техн. кибернетики им. М.М. Федорова.- 1967,- т.17,- С. 111118.

34. Кабаков А.Н. Разработка научных основ совершенствования процессов выработки и снабжения подземных потребителей сжатым воздухом номинального и повышенного давления: Дис. . д-ра техн. наук.- Омск,-1984,- 484 с.

35. Чупраков Основы гидро- и пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1966.160 с.

36. Кухаренко В.П., Юшин В.В., Гайдук Л.Ф. Инженерный метод пересчета характеристик поршневого пневмодвигателя для различных давлений сжатого воздуха в сети / Вопросы рудничного транспорта.-1969.- Вып. 5. С.259-262.

37. Кусницын Г.И. Пневматические двигатели горных машин и механизмов,-М.: Углетехиздат, 1953,- 87 с.

38. Поршневой пневмодвигатель: Патент на изобретение № 2097576, МКИ F 01 L 9/02, 25/00, F 01 В 25/02 / Антропов И.А., Ваняшов А.Д., Кабаков А.Н., Калекин B.C., Прилуцкий И.К.

39. Поршневой пневмодвигатель: Свидетельство на полезную модель № 10423, МКИ FOIL 9/02, 25/00 / Бычковский Е.Г., Ваняшов А.Д., Кабаков А.Н., Калекин B.C.

40. Криогенные поршневые детандеры / А.М. Архаров, К.С. Буткевич, И.К. Буткевич, А.З. Миркин; Под ред. A.M. Архарова.- М.: Машиностроение, 1974.-240 с.

41. Расширительные машины / Страхович К.И., Кондряков, В.И. Епифанова и др.; Под ред. К.И. Страховича,- М-Л.: Машиностроение, 1966.- 296 с.

42. Василенко А.Н. Исследование влияния некоторых факторов на работу поршневого детандера: Дис. . канд. техн. наук.- М., 1959.

43. Василенко А.Н. Экспериментальное исследование поршневого детандера высокого давления // Кислород.- 1958,- № 5.- С. 10-21.

44. Криогенные машины / В.Н. Новотельное, А.Д. Полтараус В.Б. Суслов,-СПб.: Политехника, 1991.- 335 с.

45. Gas compression-expansion apparatus. Патент США № 5505047, МКИ F 25 В 9/00 / Hirose Tatuya, Tanigawa Naohide, Tadano Rikio (Япония).

46. Грачев А.Б., Калинин H.B. Получение и использование низких температур.-М.: Энергоиздат, 1981.- 128 с.

47. Рахмилевич 3.3. Испытания и эксплуатация энерготехнологического оборудования.- М.: Химия, 1981,- 384 с.

48. Бумагин Г.И. Создание и исследование детандера с внутренним приводом для промышленных воздухоразделительных установок: Дисс. . канд. техн. наук,- М., 1971.

49. Бумагин Г.И. Поршневые детандеры: Учебное пособие,- Омск.: ОмПИ, 1981,-96 с.

50. Савинова Н.М. Исследование процессов в прямоточном детандере с внутренним приводом клапанов: Дисс. . канд. техн. наук,-М., 1973.

51. Collms S.C., Cannady R. L. Expansion machines for low temperature processes.-Oxford University Press.- 1958,- С. 115.

52. Piston expansion engine. Патент США № 2691965, кл. 121-124 / Honegger W., 1954.

53. Впускной клапан поршневого детандера. A.c. № 1124670 СССР, МКИ F 25 В 9/00, F 01 L 9/04 / Робров В.М.

54. Поршневой детандер. A.c. № 1193384 СССР, МКИ F 25 В 9/00 / Буткевич И.К., Пуртов H.A., Крылов В.В., Коркин В.А., Докшицкий Е.А.

55. Поршневой детандер. A.c. № 1193385 СССР, МКИ F 25 В 9/00 / Крылов В.В., Лубенец В.Д., Лукин Г.П., Пуртов H.A., Широков Е.И.

56. Поршневой детандер. A.c. № 1288462 СССР, МКИ F 25 В 9/00 / Духанин Ю.И., Богданов B.C., Стасевич Н.П., Кузнецов М.А.

57. Поршневой детандер. A.c. № 1423872 СССР, МКИ F 25 В 9/00 / Богданов B.C., Духанин Ю.И., Стасевич Н.П., Кузнецов М.А.

58. Поршневой детандер. A.c. № 1320615 СССР, МКИ F 25 В 9/00 / Белушкин В. А.

59. Doli R., Eder F.Z. Nenartge Expansionsmashine zum Erzeugung tiefer Temperaturen // Kältetechnik.- 1964.- № 1.- C. 5-11.

60. Поршневой детандер. A.c. № 819523 СССР, МКИ F 25 В 9/00 / Духанин Ю.И., Богданов B.C.

61. Добров В.М. Создание бесклапанного детандера с манжетным поршневым уплотнением и исследование его при температурах ниже 40 К: Дис. . канд. техн. наук,- М., 1976.

62. Иванов Д.Н. Разработка методики расчета и оптимизации параметров ступени бесклапанного поршневого детандера: Дис. . канд. техн. наук.-СПб., 1998.

63. Гридин В.Б. Прямоточный поршневой детандер с обратным сжатием // Кислород,- 1959,- № 3.- с. 16-25.

64. Гридин В.Б. Применение принципа прямотока в поршневом детандере высокого давления: Дис. . канд. техн. наук,- М., 1959.

65. Kaneko М., Hiresaki Y., Matsubara Y., Yasukochi К. Performance of reciprocating expansion engine with electronic control valves // Proc. 9 Int. Cryog. Eng.: Conf. 11-14 мау 1982,- Kobe, 1982,- C. 355-358 (англ.).

66. Докшицкий E.A., Буткевич И.К., Кудрявцев E.A., Самохвалов В.П. Создание поршневого детандера-ожижителя // ЦИНТИХимнефтемаш. Экспресс-информация, серия ХМ-6.- 1972,- № 3.

67. Выпускной клапан поршневого прямоточного детандера. A.c. № 542075 СССР, МКИ F 25 В 9/00 / Духанин Ю.И.

68. Поршневой детандер. Патент № 2029911, МКИ F 25 В 1/02 / Прилуцкий И.К., Антонов Н.М., Исаков В.П., Мовчан Е.П., Деньгин В.Г., Меркель Н.Д., Прилуцкий А.И.

69. Ильичев A.C. Рудничные пневматические установки,- М.: Углетехиздат, 1953.-347 с.

70. Карабин А.И. Сжатый воздух. М.: Машиностроение, 1964.- 340 с. иг75.Бочавер К.З., Старцев A.A. Термодинамический анализ рабочего процессапоршневого детандера // Кислородное и автогенное машиностроение. ЦИН-ТИХимНефтеМаш,- 1969.-№ 1.

71. Бошнякович Ф. Техническая термодинамика. M.-JI.: Госэнергоиздат, 1955,-ч.1,438 е., 1956.-Ч.2,255 с.

72. Головинцов А.Г. Определение экономичности поршневого детандера // Изв. ВУЗов. Машиностроение.- 1959.- №4,- С. 3-9.

73. Герш С Я. Глубокое охлаждение. M.-JI.: Госэнергоиздат, 1960.-4.2.-495 с.

74. Radcenco V. Rev. Roum. Techn. electrotechn. Et Energ.- Bucarest.- 1969,- C. 111-128.

75. Архаров A.M. Низкотемпературные газовые машины. М.: Машиностроение, 1969.-223 с.

76. Пластинин П.И., Твалчрелидзе А.К. Введение в математическое моделирование поршневых компрессоров: Учебное пособие.- М.: МВТУ им. Баумана, 1976,-78 с.

77. Costagliola М. The theory of spring-loaded valves for reciprocating compressors / Journal of Appl. Mechanic.- 1950,- 17,- №4. p.415-420.

78. Wambsgangss M., Cohen R. Dynamics of a reciprocating compressor witth automatic reed valves / Proceeding of the XII International Congress of Refrigeration.-Madrid.- 1967,- 11,- p.779-799.

79. Maclaren J., Kerr S. Analisis of valve behaviour in reciprocating compressors // Proceeding of the XII International Congress of Refrigeration.- Madrid.- 1967,11.- p.813-826.

80. Maclaren J., Kerr S., Tramschek A. Modeling of compressors and valves / Proceedings of the Institute of Refrigeration.-1974-75.- 71.- p.42-59.

81. Борисоглебский A.H., Кузьмин P.B. К расчету процессов всасывания и нагнетания поршневых компрессоров // Химическое и нефтяное машиностроение.-1965,-№11.-С. 6-11.

82. Пластинин П.И. Расчет и исследование поршневых компрессоров с использованием ЭВМ // Итоги науки и техники. Серия насосостроение и компрес-соростроение.-М.-1981.- т.2,-168 с.

83. Hamilton J. Extensions of mathematical modeling of positive displacement type compressor / West Lafayette. Purdue University.- 1974.

84. Plastinin P.I. Mathematical modeling of reciprocating compressors in USSR / Proceedings of the 1978 Purdue Compressor Technology Conference / West Lafayette. Purdue University 1978,- p. 1-18.

85. Петриченко P.M., Оносовский B.B., Артемов A.A., Прохоров Ю.К. Методика расчета рабочего процесса поршневого компрессора // Холодильная техника.- 1971.- №6.- С.22-25.

86. Nikasinovic D. Termodinamicki matematicki model rashladnin kompressora za-preminskog dejstva / KGH.- 1976,- 5.- №3.- p. 27-38.

87. Петриченко P.M., Пономарев B.H. Исследования холодильных компрессоров с помощью математической модели // Сб. тр. Николаев, кораблестроит. инта,- 1979.-№150.-С. 32-39.

88. Josiassen N. Simulation of condition sequence during start-up of an evaporation refrigerating system / Proceeding of the 1978 Purdue Compressor Technology Conference. West Lafayette. Purdue University.- 1978.- p. 309-316.

89. Антонов H.M. Разработка многоцелевой математической модели рабочего процесса двухступенчатого поршневого компрессора с учетом реальности газа и анализ его работы: Дис. . канд. техн. наук,- JL, 1985.

90. Перевозчиков М.М. Повышение эффективности объемного одноступенчатого компрессора на основе математической модели процессов при сжатии реального газа: Автореф. дис. . канд. техн. наук,- СПб., 1997,- 18 с.

91. Федоренко С.В. Исследование изменения температуры газа в цилиндрах поршневых компрессоров: Автореф. дис. . канд. техн. наук,- М., 1977.

92. Фотин Б.С. Рабочие процессы поршневых компрессоров: Дис. . д-ра техн. наук,-JI., 1974.

93. Зозуля В.И. Исследование рабочих процессов поршневого компрессора при его интенсификации: Автореф. дис. . канд. техн. наук,- М., 1979.

94. Петров В.В. Исследование рабочего процесса многоступенчатого компрессора: Дис. . канд. техн. наук.- Л., 1975.

95. Твалчрелидзе А.К. Исследование влияния основных геометрических соотношений на экономическую эффективность поршневых компрессоров общего назначения: Автореф. дис. . канд. техн. наук.- М., 1975.

96. Maclaren J., Kerr S. Valve behaviour in small refrigerating compressor using a digital computer // The Journal of Refrigeration.- 1968.- 11.- №6.- p. 153-165.

97. Traversari A., Locitignola P. Use and calculation of ring type valves for reciprocating compressors // Quaderni Pignone.- 1970 №16,- p. 11-17.

98. Upfold R. A study of unsteady flow in reciprocating compressor / Ph. D. Thesis. University of New South Walwes (Australia).- 1967.

99. Спектор Б.А., Кишкис B.K. Некоторые результаты исследований прямоточных клапанов // Хим. и нефт. машиностр,- 1966.- №8,- С. 17-19.

100. Спектор Б.А. Исследование динамики и прочности самодействующих клапанов поршневых компрессоров: Дис. . канд. техн. наук,- Л., 1970.

101. Смагин В.К. Расчет процессов всасывания и нагнетания в поршневых компрессорах // Сб. тр. Харьков, ин-та инж. трансп.- 1966.- №104,- С. 87-94.

102. Мельниченко Л.Г., Лантух Н.А., Константинов Л.И. Расчет характеристик холодильных компрессоров с применением электронных цифровых вычислительных машин // Исслед. работы судов, холодильн. уст-к. Калининград,-1970.- С. 17-22.

103. Карапетян Р.Н., Прилуцкий И.К., Хрусталев Б.С., Фотин Б.С. Газодинамические характеристики элементов поршневых компрессоров // Пром-ть Армении.- 1975,- №11.- С.42-44.

104. Карапетян Р.Н., Прилуцкий И.К., Хрусталев Б.С. Выбор клапанов с упругим ограничителем подъема // Пром-ть Армении,- 1976,- №8,- С.38-40.

105. Прилуцкий И.К., Петраш В.И., Ивашнев И.А., Прихожай Е.П. Математическая модель полосового клапана с упругим ограничителем // Расч. и экс-перим. исслед. холод, и компр. машин.- М,- 1982,- С. 38-98.

106. Белоногов В.Н., Альтшуллер Ю.З. Повышение надежности самодействующих клапанов холодильных поршневых компрессоров / Интенсив, пр-ва и прим. искусст. холода: Тез. докл. Всес. научн. практ. конф. Л., 1986.

107. Львов В.Б., Прилуцкий И.К. О влиянии сил трения на динамику движения полосового клапана с упругим ограничителем // Сб. тр. ЛИЙ,- 1985,- №411-С. 34.

108. Лебедев С.А. Исследование динамики и прочности пластин самодействующих клапанов поршневых компрессоров: Дис. . канд. техн. наук,- Л., 1980.

109. Иванов В.А. Исследование теплообмена в проточной части поршневых компрессоров: Дис. . канд. техн. наук,- Л., 1979.

110. Науменко А.И. Исследование теплообмена в поршневых компрессорах: Дис. . канд. техн. наук.- Л., 1974.

111. Adair R., Qvale E., Pearson J. Instantaneous heat transfer to the cylinder wall in reciprocating compressors // Proceedings of the 1972 Purdue Compressor Technology Conference. West Lafayette. Purdue University.- 1972.- C. 521-526.

112. Brook S., Touber S., Meer J. van der. Modeling of cylinder heat transfer-large effort, little effect? // Proceedings of the 1980 Purdue Compressor Technology Conferense. Test Lafayette. Purdue University.-1980.- p. 43-50.

113. Gatecliff G. a digital simulation of a reciprocation hermetic compressor including comparisons with experement // Ph. D. Dissertation. University of Michigan, 1969.

114. Фотин B.C., Штейнгарт JI. Расчет рабочего процесса ступени поршневого компрессора // Исслед. в обл. компрессор, машин. Тр. 3-й Всес. конф. по компрессоростр. -Казань., 1974. С. 5-12.

115. Бойко А.Я. Рабочие процессы высокооборотных поршневых компрессоров: Дис. . канд. техн. наук. Л., 1982.

116. Чигрин В.И. Исследование подогрева воздуха в крышках поршневых компрессоров // Исслед. и расчет холодильн. и компр. машин. М.: 1979.- С. 126-131.

117. Зозуля В.И., Пластинин П.И. К вопросу об исследовании неустановившихся процессов во всасывающих и нагнетательных трактах поршневого компрессора // Рукопись деп. в ЦИНТИхимнефтемаш: 1978,- №404-78 Деп.

118. Воронков С.С., Прилуцкий И.К., Фотин Б.С. Математическая модель высокооборотного поршневого двухступенчатого компрессора // Расчет и экс-перим. исслед. холод, и компрессор, машин.- М., 1982.- С. 43-53.

119. Воронков С.С. Математическая модель рабочего процесса высокооборотного двухступенчатого поршневого компрессора с учетом нестационарных явлений в коммуникациях: Дис. . канд. техн. наук.-Л., 1982.

120. Prakash R., Singh R. Mathematical modeling and simulation of reciprocating compressors // Proceedings of the 1974 Purdue Compressor Technology Conference. West Lafayette. Purdue University.- 1974,- p. 274-285.

121. Erich A. Untersuchung eines einstufigen Kolbenverdichtens mit Bestimmung der Warmeuberganszahl. Mitt. Inst. Termodynamik und Verbrennungsmotoren. E.T.H. Leeman. Zurich.- 1959,- №19.

122. Рыжиков JI.H. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров: Дис. . канд. техн. наук.- Л., 1978.

123. Семернин Ю.С. Исследование рабочих процессов в поршневых компрессорах общего назначения: Дис. . канд. техн. наук,- Л., 1971.

124. Моисеев Л.Л. Некоторые замечания по тепловым режимам поршневых компрессоров // Сб. научн. тр. Кузбас. политехи, ин-та,-1971.- №29,- С. 150158.

125. Григорьев А.Ю., Прилуцкий И.К., Фоиш Б.С. Постановка задачи тепло- и массообмена в цилиндре поршневого компрессора // Межвуз. сб. тр. ЛТИХП,- 1979,- №2.- С. 55-59.

126. Григорьев А.Ю. Исследование течение газа в ступени поршневого компрессора: Дис. . канд. техн. наук,-Л., 1981.

127. Петриченко P.M., Оносовский В.В. Рабочие процессы поршневых машин. -Л.: Машиностроение, 1972.- 168 с.

128. Фотин Б.С., Устюшенкова О.Ю. Исследование рабочих процессов в уплотнениях поршней кольцами // Компрессорные машины и установки. Краснодар.- 1982.-С. 25-32.

129. Устюшенкова О.Ю. Моделирование рабочих процессов в многоступенчатых крейцкопфных поршневых компрессорах: Дис. . канд. техн. наук,- Л., 1982.

130. Милованов В.И., Буданов В.А. Оптимизация профиля поршневых колец холодильного компрессора // Холодильная техника.- 1983.- №11. С. 23-27.

131. Милованов В.И., Буданов В.А. Математическое моделирование утечек в сопряжениях поршень поршневое кольцо - цилиндр холодильного компрессора // Холодильная техника,- 1984.- №6.- С. 26-30.

132. Едемский B.C., Пластинин П.И. К расчету промежуточного давления в математической модели двухступенчатого компрессора // Изв. ВУЗов. Ма-шиностр.-1984.- № 4,- С. 58-60.

133. Davies R., Bell A. Mathematical modelling of reciprocating air compressors // Mining Technol.- 1987,69,- № 795,- p. 13-14,16-20.

134. Калекин B.C., Прилуцкий И.К., Фотин Б.С. К вопросу расчета многоступенчатых поршневых компрессоров методом математического моделирования // Холодильные и компрессорные машины.- Новосибирск,- 1978,- С.118-121.

135. Дьячков А.К. Значение гидродинамической теории смазки для конструирования машин // Сб. Теоретические основы конструирования машин,- М.: Машгиз, 1957.

136. Vogelpohl G. Betriebssichere Gleitlager. Springer Verlag, 1958.

137. Ваняшов А.Д. Разработка и исследование поршневых детандер-компрессорных агрегатов с самодействующими воздухораспределительными органами: Дис. . канд. техн. наук.-1999, Омск.

138. Прилуцкий А.И. Совершенствование систем газораспределения компрессорных и расширительных машин: Дис. . канд. техн. наук., СПб., 1997.

139. Молодова Ю.И. Анализ работы поршневой расширительной машины // Компрессорная техника и пневматика.- 1998.- № 18-19.- С. 37-41.

140. Прилуцкий И.К. и др. Состояние и перспективы создания прямоточных поршневых детандеров с самодействующими клапанами. // Криогенная техника науке и производству : Тез. докл. МНПК. ЦИНТИХимНефтеМаш, НПО «Криогенмаш», 1991.

141. Прилуцкий И.К., Прилуцкий А.И. Расчет и проектирование поршневых компрессоров и детандеров на нормализованных базах. Учебное пособие для ВУЗов, СПб.: СПГАХиПТ, 1995 -193 с.

142. Берман Я.А., Маньковский О.Н., Марр Ю.Н., Рафалович А.П. Системы охлаждения компрессорных установок.- Л.: Машиностроение, 1984.- 312 с.

143. Зубков В.В., Сафин А.Х., Проплат В.Г. Совершенствование систем охлаждения поршневых компрессоров // Обзорная информация.- М.: ЦИНТИ-химнефтемаш. Сер. ХМ-5.- 1978.- 48 с.

144. Ситдиков Р.Х., Сафин А.Х., Гильченок А.Н. Компрессорное оборудование с воздушным охлаждением // Обзорная информация.- М.: ЦИНТИхим-нефтемаш. Сер. ХМ-5.- 1983.- 48 с.

145. Компрессорная холодильная установка: A.c. 561847 СССР. МКИ F 25 В 1/00 / A.A. Несвицкий, А Н. Кабаков, B.C. Калекин.

146. Кабаков А.Н., Парфенов В.П. Результаты промышленных испытаний комбинированного охлаждения сжатого воздуха в шахтной компрессорной установке. Омск: ОмПИ, 1982,- Деп. в ЦНИЭИуголь, №2261.

147. Моисеев Л.Л., Парфенов В.П. Исследование воздушно водяного охлаждения сжатого воздуха в компрессорных установках / 6 ВНТК Повыш. техн. уровня, надеж, и долговеч. компр. и компр. уст-к: Тез. докл.- Л., 1981,- С. 122-127.

148. Парфенов В.П., Милыытейн П.А., Мышенко В.А. Комбинированные системы охлаждения компрессорных установок // Обзорная информация.- М.: ЦИНТИхимнефтемаш. Сер. ХМ-5,- 1990,- 48 с.

149. Керн Д., Краузе А. Развитые поверхности теплообмена.- М.: Энергия, 1977.-462 с.

150. Хрыжняк В. Регенераторы газотурбинных установок,- М.: Энергия, 1977,

151. Бабенко Е.А. и др. Исследование процесса теплоотдачи в сетчатых насадках регенераторов // Криогенное и кислородное машиностроение.- 1972.-№3,- С.

152. Микулин Е.И., Шевич Ю.А. Теплоотдача и сопротивление в сетчатых насадках // Сб. тр. МВТУ им. Баумана. Глубокий хол. и кондиц,- 1972.- №149,-С. 140-149.

153. Садовский М.Р., Майков В.П., Глухин Н.К. Исследование теплоотдачи и гидравлического сопротивления сетчатых насадок // Хим. и нефт. маши-ностр.-1969.- №2. С.

154. Шевич Ю.А., Микулин Е.И. Теплообмен и сопротивление в сетчатом теплообменнике-рекуператоре // Хим. и нефт. машиностр.- 1973,- №6. С.

155. Теплообменник: A.c. 609055 СССР. МКИ / ЯЗ. Фаликсон.

156. Теплообменник: A.c. 357424 СССР. МКИ / А.Б. Циммерман, ЯЗ. Фаликсон, Р.Ш. Лейдикер.

157. Боков С.И., Калекин B.C., Лисненко Т.А. К вопросу интенсификации теплопередачи в теплообменниках воздушного охлаждения // Сб. научн. тр. Соврем. технол. проц. и оборуд. пищ. и хим. пром. Кузбасса.- М.: МТИПП, 1983.-С. 21-24.

158. Калекин B.C., Осадчий Б.В. Разработка и исследование теплообменников с пористым оребрением // 3 ВНТК по холод, машиностр.: Тез. докл.- М., ЦИНТИхимнефтемаш.- 1982.- С.

159. Пластинчатый теплообменник: A.c. 892177 СССР. МКИ / B.C. Калекин, А.И. Нестеренко, М.Г. Плешков и др.

160. Пластинчатый теплообменник: A.c. 1101657 СССР. МКИ / B.C. Калекин.

161. Калекин B.C. К вопросу создания теплообменников воздушного охлаждения с пористым оребрением // Сб. научн. тр. Эксперимент.- теорет. исслед. оборуд. и технол. для пищ. произв. Кузбасса.- Кемерово, 1985.- С. 19-26.

162. Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде.- М.-Л.: Гостехиздат, 1947,- 244 с.

163. Шейдегер А. Физика течения жидкостей через пористые среды,- М.: Гос-топиздат, I960,- 249 с.

164. Андриевский P.A. Пористые металлокерамические материалы,- М.: Металлургия, 1964,- 187 с.

165. Белов C.B. Пористые материалы в машиностроении,- М.: Машиностроение, 1981,- 247 с.

166. Ишкин И.П., Каганер М.Г. Кислород.-1949.- №2,- С. 35-45.

167. Ишкин И.П., Каганер М.Г. Кислород,- 1952,- №3,- С. 8-21.

168. Maxwell С. Treatise on electricity and magnetism. Vol. 1. Oxford Univ press, London, 1982.

169. Михнюк Б.Г., Новиков П.А. Расчет эффективной теплопроводности ме-таллокерамических пористых материалов // Исследование по конвективному тепло- и массообмену.- Минск,- 1971.

170. Никитин B.C., Забродский С.С., Антонипшн Н.В. О теплопроводности засыпок дисперсного материала при высоких температурах в вакууме // Известия АН БССР. Сер. физ.- энергет. наук.- 1968,- №1.

171. Богомолов В.З. Теплопередача в дисперсном слое (теплопроводность почвы) / Работы по агрономической физике.-1941.- вып. 3.- С. 4-27.

172. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П., Теплопроводность смесей и композиционных материалов,- JL: Энергия, 1974,- 264 с.

173. Пористые проницаемые материалы. Справочник / Под ред. Белова С.В.-М.: Металлургия, 1987,- 335 с.

174. Семина М.Г., Косторнов А.Г., Зарипов В.К. и др. Каркасная теплопроводность металловолокнистых фитилей тепловых труб // ИФЖ.- 1976,- т.31.-№4. С.581-586.

175. Дульнев Г.Н., Муратова Б.Л. Теплопроводность волокнистых систем // ИФЖ,- 1968.- Т.14.- №1. С. 29-35.

176. Дульнев Г.Н. Перенос тепла через твердые дисперсные системы // ИФЖ.-1965,-т. 9.-№3.-С. 399-404.

177. Лебедев П.Д., Щукин A.A. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий,- М.: Энергия, 1970,- 408 с.

178. Кабаков А.Н. Охлаждение сжатого воздуха в компрессорных установках //Изв. ТПИим. С.М. Кирова,- 1967,- С. 244-246.

179. Куцепаленко В.Ф., Кабаков А.Н., Тихонов Б.А. Повышение эффективности охлаждения сжатого воздуха в компрессорах // Изв. ТПИ им. С.М. Кирова- 1972,- т.229. С. 116-121.

180. Теплообменник: A.c. 231564 СССР. МКИ / Б.М. Титов, А.Н. Кабаков.

181. Сафонов А.И., Рева Э.П., Крылов B.C., Гомонова К.В. Массопередача на входном участке вращающегося барботажного слоя // Теор. основы хим. технологии.- 1976.- т. 10.- №4.- С. 495-500.

182. Бурдуков А.П., Гольдштик М.А., Дорохов А.Р., Казаков В.И., Ли Т.В. Тепло- массоперенос в закрученном барботажном слое // ПМТФ.- 1981,- №6,-С. 129-135.

183. Бурдуков А.П., Казаков В.И. Гидродинамика вращающегося барботажного слоя // Исслед. дисперсных систем в энергохим. процессах.- Новосибирск. ИТФ СО АН СССР,- 1982.- 20 с.

184. Богатых С.А. Циклонно пенные аппараты.- Л.: Машиностроение, 1978.224 с.

185. Центробежно- барботажный аппарат: Патент 2069080 Россия. МКИ 6 В 01 F 3/04 / A.B. Бенедиктов, B.C. Калекин, В.А. Плотников и др.

186. Центробежно- барботажный аппарат: Свидетельство на полезную модель 98118714 Россия. МКИ 6 В 01 F 3/04 / А.Н. Кабаков, B.C. Калекин, О.С. Ломова, В.А. Плотников.

187. Калекин B.C., Ломова О.С., Плотников В.А. Исследование гидродинамики контактных теплообменников компрессорных установок.//Компрессорная техника и пневматика.- 1998,- №1-2.- С. 60-64.

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

189. Андрющенко А.И. Основы технической термодинамики реальных процессов,- М.: Высшая школа, 1975 264 с.

190. Brablic J., Computer simulation of the working process in the cylinder of a reciprocating compressor with piping system // Purdue Compressor Technology Conferencs.- 1974.- C. 151-158.

191. Qvale E., Soedel W., Sterenson M., Elson J., Coates D. Problem areas in mathematical modelling and simulation of refrigerating compressors.- ASHRAE Transactions.- 1972,- v. 78,- pt.l.-pap. 2215,- C. 75-84.

192. Кондратьева Т.Ф., Исаков В.П. Клапаны поршневых компрессоров,- Д.: Машиностроение, 1983,- 158 с.

193. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям,- М.: Машиностроение, 1975,- 559 с.

194. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. Кн. 1. - 349 с.

195. Гагарин А.Г. Определение мгновенного значения температуры стенки цилиндра поршневого компрессора // Компр. и холод, машиностр. / ЦИН-ТИхимнефтемаш.- 1969,- №1.- С. 3-4.

196. Герман А.П. Влияние теплообмена между стенками цилиндра и воздуха на работу поршневых компрессоров // Изд. АН СССР, техн. наук,- 1947.-№12.-С. 1605-1614.

197. Зайченко Е.Н., Аболтин Э.В., Клименко В.Б. и др. К вопросу о внутреннем и внешнем теплообмене в компрессоре // Изв. ВУЗов.: Машиностроение, 1973,-№9,-С. 76-79.

198. Остроухова Н.И. Исследование теплового состояния элементов поршневого компрессора: Дис. . канд. техн. наук.- JL, 1978.

199. Прилуцкий И.К. Исследование рабочих процессов в поршневых компрессорах: Дис. . канд. техн. наук,-Л., 1966.

200. Прилуцкий И.К., Просторов И.С., Семернин Ю.С., Фотин Б.С. О влиянии внешнего теплообмена на рабочий процесс поршневого компрессора // Тр. ЛПИ им. М.И. Калинина.- 1970.- №316.- С. 162-166.

201. Шестаков В.И. Исследование влияния охлаждения на рабочий процесс и эффективность поршневого компрессора: Дис. . канд. техн. наук.- Л., 1973.

202. Юркевский C.B., Вартумян Г.Т. Определение температур термодинамических процессов в цилиндре поршневого компрессора (сжатие и расширение). Изв. ВУЗов, «Нефть и газ», 1969, № 11, с. 111-115.

203. Юркевский C.B., Вартумян Г.Т. Определение температур термодинамических процессов в цилиндре поршневого компрессора (нагнетание и всасывание). Изв. ВУЗов, «Нефть и газ», 1970, № 3, с. 107-110.

204. Рыжиков JI.H., Прилуцкий И.К., Калекин B.C. Влияние теплообмена на рабочий процесс поршневого компрессора // Сб. научн. тр. ОмПИ, Омск.-1980.

205. Калекин B.C., Плотников В.А., Прилуцкий И.К. Влияние теплообмена на рабочий процесс поршневого компрессора // 8 ВНТК. Создание компр. машин и уст-к, обеспеч. интенсив, развитие отрасл. топли.-энергет. компл.: Тез. докл.- Сумы, 1989,- ч.1,- С. 96.

206. Кадиров Н.Б. Теоретическая формула для определения коэффициента теплоотдачи от газа к стенке цилиндра компрессора // Изв. АН Азер. ССР. Сер. физико-техн. и матем. наук,- 1970,- №6,- С. 115-120.

207. Отрошко Н.Т., Николаев В.М., Степанян П.Т. и др. Экспериментальное определение температур рабочих поверхностей цилиндров поршневого компрессора без смазки 2С2ВП-10/8 // Хим. и нефт. машиностр,- 1973,- №7,- С. 14-16.

208. Прилуцкий И.К., Остроухова Н.И., Чигрин В.И. Исследование теплового состояния цилиндров бескрейцкопфных поршневых компрессоров // Констр. и исслед., технол. и организ. пр-ва компр. машин. Сумы,- 1977,- С. 28-35.

209. Штейнгарт JI.A. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров с помощью математического моделирования: Дис. . канд. техн. наук.-Л., 1973.

210. Трояновский Б.М. Расход пара через лабиринтовые уплотнения паровых турбин // Известия ВТИ,- 1950.- №1.

211. Ваняшов А.Д., Кабаков А.Н., Калекин B.C., Прилуцкий И.К. Производство искусственного холода экологически чистыми холодильными машинами // Экология человека и природы: Тез. докл. 1 -й Международ, научн.-техн. конф. Иваново, 1997. - С. 110.

212. Ваняшов А.Д., Калекин B.C., Кезь Д.Н. Новые конструкции поршневых детандер-компрессорных агрегатов // Перспективные материалы, технологии, конструкции: Тез. докл. 5-й Всерос. научн.-техн. конф. Красноярск, 1999.- С. 363-364.

213. Ваняшов А.Д., Кабаков А.Н., Калекин B.C. Разработка и исследование детандер-компрессорных агрегатов, выполненных на унифицированных компрессорных базах // Омский научный вестник. 1999. - № 6,- С. 47-51.

214. Бреусов А.К., Краморов А.Г. Индицирование криогенных машин. Учебное пособие.- Омск: ОмПИ, 1982,- 183 с.

215. Чистяков B.C. Краткий справочник по теплотехническим измерениям.-М.: Энергоатомиздат, 1990.- 320 с.

216. Температурные измерения. Справочник / Геращенко O.A., Гордов А.Н., Jlax В.И. и др. Киев: Наукова думка, 1984,- 493с.

217. Электрические измерения неэлектрических величин. Под ред. П.В. Новицкого.- Л.: Энергия, 1975,- 576 с.

218. Тиль Р. Электрические измерения неэлектрических величин: Пер. с нем.-М,: Энергоатомиздат, 1987,-192 с.

219. Бриндли К. Измерительные преобразователи. Справочное пособие: Пер. с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1991.-144 с.

220. Рахмилевич 3.3. Испытания и эксплуатация энерготехнологического оборудования,-М.: Химия, 1981,- 384 с.

221. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений.- Л.: Энергоатомиздат, 1991.- 304 с.

222. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. Л.: Наука, 1968.96 с.

223. Грановский B.C., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат, 1990.- 288 с.

224. Калекин B.C., Рыжиков Л.Н., Прилуцкий И.К. Исследование работы поршневых компрессоров на режимах регулирования // Сб. научн. тр. ОмПИ, Омск.- 1980.

225. Бычковский Е.Г., Калекин B.C., Плотников В.А. Математическая модель поршневого пневмодвигателя с самодействующими клапанами // Вестник КузГТУ.- 1999.- №4,- С. 5-8.

226. Поршневой детандер-компрессорный агрегат: Патент на изобретение № 2134850, МКИ F 25 В 9/00 / Ваняшов А.Д., Кабаков А.Н., Калекин B.C., Куликов С.П., Прилуцкий И.К.