автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.06, диссертация на тему:Моделирование рабочих процессов, разработка и модернизация пневматических систем и агрегатов с учетом образования конденсата рабочего тела

На правах рукописи УДК536.24:66.015.24:621.542

КЮРДЖИЕВ Юрий Владимирович

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ,

РАЗРАБОТКА И МОДЕРНИЗАЦИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И АГРЕГАТОВ С УЧЕТОМ ОБРАЗОВАНИЯ КОНДЕНСАТА РАБОЧЕГО ТЕЛА

Специальность 05.04.06 — Вакуумная, компрессорная техника

и пневмосистемы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва — 2004

Работа выполнена в Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного знамени государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана

Научный руководитель: Ю.Ф. Никитин, доктор технических наук,

профессор

Официальные оппоненты: М.И. Киселев, доктор физ.-мат. наук,

профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, В.Н. Сологуб, кандидат технических наук, ФГУП ВНИИСУ г. Москва

Ведущая организация: ФГУП «ЦНИИМАШ»,

г. Королев, МО

Защита диссертации состоится 23 июня 2004 г. в 14 час. 30 мин. на заседании специализированного Совета Д 212.141.16 в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана по адресу: 105005, г. Москва, Лефортовская набережная, д.1, ф-т «Энергомашиностроение»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу: 105005, Москва, 2-я Бауманская улица, д.5. Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.141.1 кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Пневматические системы и агрегаты (ПСиА) являются одним из наиболее эффективных средств автоматизации и механизации современных производственных процессов в машиностроении, нефтяной, газовой, химической промышленности, строительстве и транспорте. Устройства с пневматическим приводом имеют ряд преимуществ по сравнению с механизмами с гидравлическим, электрическим или механическим приводом. Пневматические системы не загрязняют окружающей среды, малочувствительны к перегрузкам, работают в широком диапазоне изменения параметров окружающей среды, отличаются простотой конструкции и малой удельной массой. Широкий спектр выполняемых работ обусловливает потребность в большом количестве пневматических систем и агрегатов.

Анализ результатов эксплуатации ПСиА при пониженных температурах окружающей среды выявил устойчивые случаи отказов пневматических систем и агрегатов, рабочим телом которых является сжатый воздух. Методы восстановления ПСиА включают прогрев и разборку конструкций с целью удаления образовавшегося конденсата. Использование этих методов приводит к простою оборудования, снижению срока эксплуатации, роста эксплуатационных затрат и необходимости увеличения парка ПСиА.

В известных теоретических исследованиях не учитываются процессы, вызывающие отказы пневматических систем и агрегатов. Результаты этих исследований невозможно использовать для решения задач снижения количества отказов ПСиА до приемлемого уровня. Результаты экспериментальных исследований не могут быть обобщены для широкого спектра существующих и вновь разрабатываемых конструкций. Необходимы математические модели, обоснованные методы расчета и методики, позволяющие проводить исследования с целью повысить надежность, расширить диапазон температур эксплуатации и наиболее полно использовать потенциальные возможности как существующих, так и вновь разрабатываемых конструкций пневматических систем и агрегатов.

Цель работы. Целями настоящей работы являются: разработка математических моделей рабочих процессов пневматических систем и агрегатов; разработка методов расчета для создания современных ПСиА, учитывающих процесс образования конденсата рабочего тела; разработка практических рекомен-

Объект исследования. Объектом исследования являются пневматические системы и агрегаты. Общим для них является наличие проточных полостей, каналов и щелей, в которых скапливается конденсат, вызывающий изменение режима работы вплоть до отказа.

Предмет исследования. Предметом исследования являются способы уменьшения влияния процесса образования конденсата рабочего тела на технические характеристики пневматических систем и агрегатов.

Научная новизна. Научная новизна работы заключается:

— в созданной общей математической модели пневматической системы и ее элементов, отличающейся тем, что в ней учитываются: массовый и фазовый баланс компонентов рабочего тела, состоящего из смеси сухого воздуха и воды в различных фазовых состояниях; массовый и фазовый баланс конденсата на поверхностях элементов конструкций; теплообмен между элементами конструкции, конденсатом, рабочим телом и окружающей средой;

— в обосновании численных методов расчета параметров конденсата на поверхностях элементов конструкции, рабочего тела в канале и проточной полости;

— в созданной математической модели и методике расчета пневматических устройств с поршневым приводом возвратно-поступательного действия, позволяющей учитывать влияние процесса образования конденсата рабочего тела на технические характеристики и время работы конструкций до отказа;

— в результатах экспериментальных исследований зависимости процесса образования конденсата рабочего тела и технических характеристик пневматических молотков от конструктивных особенностей и условий эксплуатации;

— в результатах теоретических исследований эффективности технологических, конструктивных и схемных способов снижения влияния процесса образования конденсата рабочего тела на технические характеристики пневматических молотков.

Практическая ценность

— На этапе разработки и модернизации современных пневматических систем и агрегатов созданная математическая модель и методы ее реализации позволяют учитывать влияние конструктивного исполнения и условий эксплуатации на процесс образования конденсата рабочего тела и его воздействие на технические характеристики ПСиА на нестационарных режимах работы; в

частном случае математическая модель и методики расчета позволяют рассчитывать характеристики ПСиА, работающих на сухом воздухе и на различных газах в качестве рабочего тела при различных условиях эксплуатации;

— разработанная математическая модель и методы ее реализации позволяет выявить резервы для улучшения технических характеристик современных ПСиА, отказаться от дорогостоящих экспериментальных исследований, повысить эффективность проектирования и совершенствования конструкций ПСиА, сократить сроки их разработки;

— предложены конструктивные, технологические и схемные решения, позволяющие во всем интервале температур эксплуатации увеличить время работы пневматических молотков до допустимых для практического применения значений.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались автором на XV Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов РКК «Энергия» им. СП. Королева (ноябрь, 1999 г., г. Королев), на научно-технических семинарах кафедры «Вакуумная и компрессорная техника» МГТУ им. Н.Э.Баумана (Москва, 1997,1998,2000,2002,2003г).

Результаты диссертационной работы использовались при разработке серийных конструкций пневматических молотков МОП-3 и МПДС-4. Полученные результаты используются в организациях «Мосметрострой», .«Мосэнерго» и «Мосводоканал». Математическая модель и результаты расчета по предложенной методике использованы при исследовании технических характеристик кодового пневматического замка НО-5 (завод «Гидроавтоматика»), при работах над АС РФ №2153048, АС РФ №2172809, заявкой на патент №2000127408 (РФ).

Публикации

По результатам проведенных исследований опубликовано 5 работ, в том числе 2 патента РФ, положительное решение по заявке на патент РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. По объему работа состоит из 163 страниц текста, 36 рисунков и 2-х таблиц. Библиография насчитывает 97 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель, научная новизна, практическая ценность полученных результатов и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе исследованы причины отказов пневматических систем и агрегатов и сделан вывод о важной роли конденсата рабочего тела как основной причине отказов современных ПСиА.

На основании анализа методов улучшения технических характеристик ПСиА, работающих в условиях образования конденсата рабочего тела, показано, что для их применения необходимо проведение обширных экспериментальных или теоретических исследований, направленных на определение эффективности каждого метода или их комбинаций для каждой конкретной конструкции ПСиА.

В существующих математических моделях, методах расчета и проектирования ПСиА не учитываются свойства воды, входящей в состав рабочего тела, и теплообмен между рабочим телом, элементами конструкций и окружающей средой как факторы, практически не влияющие на технические характеристики пневматических систем и агрегатов. Такие модели и методы расчета позволяют описать только часть причин возникновения отказов ПСиА при снижении температуры окружающей среды: заклинивание подвижных элементов конструкций вследствие их температурных деформаций, увеличение сил трения вследствие изменения свойств смазочных материалов и изменение перепадов давления в системах управления и регулирования вследствие охлаждения рабочего тела от элементов конструкций.

В заключение главы сформулированы задачи исследования:

— создать общую математическую модель и соответствующие методики и алгоритмы расчета ПСиА, позволяющие численно определять влияние процесса конденсации рабочего тела на характеристики пневматических систем и агрегатов;

— выполнить проверку адекватности созданной модели и алгоритмов расчета задачам определения влияния процесса конденсации рабочего тела на технические характеристики ПСиА;

— на примере пневматических молотков — широко используемых серийных конструкций пневматических систем, провести исследование эффективности

различных методов улучшения характеристик ПСиА, работающих в условиях образования конденсата рабочего тела;

— определить комплекс условий, обеспечивающий надежную работу пневматических молотков во всем диапазоне температур эксплуатации конструкций;

— разработать практические рекомендации по модернизации существующих и проектируемых конструкций пневматических молотков.

Вторая глава посвящена вопросам математического моделирования процессов, протекающих в пневматических системах и агрегатах. Рассмотрены созданные автором математические модели основных элементов ПСиА: проточной полости переменного объема, конденсата на поверхности, течения рабочего тела в канале и теплового состояния ступеней пневматического устройства. Выполнены проверка алгоритмов расчета и основных положений моделей путем решения ряда тестовых задач, имеющих аналитические решения, и моделирования процессов, протекающих в конструкциях, для которых известны экспериментальные данные. Определены вычислительная погрешность, устойчивость работы алгоритмов расчета и границы применения разработанных моделей.

Проточная полость. Под проточной полостью понимается полость переменного объема, ограниченная поверхностью раздела (оболочкой), через которую происходит обмен веществом и энергией между рабочим телом и внешней для рабочего тела средой. В качестве поверхности раздела могут выступать поверхности пленок конденсата на элементах конструкции ПСиА, поверхности элементов конструкций, границы с другими полостями, каналами или окружающей средой. Вариант расчетной схемы проточной полости приведен на рис. 1, где <7,м — массовый расход компонентов рабочего тела, i — компонент рабочего тела - воздух, i=2 - вода), ] — фаза компонента (]=1 - пар, ]=2 -жидкость, ]=3 - твердое тело), к— индекс источника массового потока вещества (например выхлопное отверстие, поверхность ячейки конденсата и т.п.), О — поверхность раздела, 0 — теплота, переданная через поверхность раздела, L — работа, совершаемая рабочим телом, Ьг— работа диссипативных сил. При построении математической модели приняты следующие основные допущения:

— рабочее тело (РТ) представляет собой смесь сухого воздуха и воды в виде пара, взвеси жидкости (тумана) и кристаллов льда;

— компоненты сухого воздуха не претерпевают фазовых переходов;

— процессы в рабочем теле протекают равновесно;

— полная температурная аккомодация рабочего тела у поверхности раздела полости.

Рис. 1 Расчетная схема проточной полости

Основу математической модели составляет уравнение баланса энергии открытой термодинамической системы, записанное для многофазной многокомпонентной среды:

ОI » у.1 1.1

..2 >

¿4» , 50 дь д^У

дт дт дт дт) '

где Е — энергия рабочего тела, А — удельная энтальпия, и — скорость, т — масса, — время.

Температура определяется из уравнения энергии с учетом массового и фазового состава компонентов рабочего тела:

где — теплоемкость.

Массовый и фазовый состав компонентов рабочего тела определяется следующим образом. Масса сухого воздуха:

Расход воздуха из полости в полость рассчитывается по известным зависимостям Сен-Венана—Венцеля. В системе канал — полость расход воздуха определяется при решении сопряженной задачи течения рабочего тела в канале переменного сечения и проточной полости. Расход воды через отверстия

определяется из условия равенства скоростей всех фаз компонентов рабочего тела: = , где р31 - осредненные по объему плотности воды в газовой,

жидкой и твердой фазе. Массовый баланс воды в рабочем теле определяется с учетом осаждения (испарения) конденсата на поверхность раздела С1т = Пт • . Плотность массового потока воды у,на элементарную поверхность Пш рассчитывается по зависимости Герца-Кнудсена:

где индекс "*" означает параметр на границе раздела, Р — давление, Л— газовая постоянная, Т— температура. Масса воды т2 в рабочем теле:

Фазовый состав воды в рабочем теле определяется температурой рабочего тела с учетом Р2 й Р2 , где Р21шк — давление насыщенных паров воды.

Давление в полости рассчитывается согласно закону парциальных давлений Дальтона и уравнениям состояния воды и воздуха.

Конденсат на поверхности оболочки. Под ячейкой конденсата У. (рис. 2) понимается объем, заполненный водой в жидкой и твердой фазе и ограниченный

поверхностью конструкции 0„, поверхностью раздела фаз с рабочим телом и границами раздела с другими ячейками конденсата. Между ячейками У,.,, Т., У.,, и рабочим телом происходит обмен веществом и энергией, а с оболочкой — теплообмен. Учитываются фазовые переходы воды и теплообмен между водой и льдом. Кинетическая энергия и работа по изменению объема ячейки кон-

Рис. 2 Расчетная схема ячейки конденсата.

денсата не учитываются.

Температуры, энергии, массовый и фазовый баланс компонентов рабочего тела определяется следующим образом:

где индекс "**" означает, что параметр определен без учета фазовых переходов воды в ячейке конденсата по следующим зависимостям. Температуры^воды и льда в ячейке:

Энергия воды в ячейке:

где в',1к — массовый приток воды или льда из других ячеек или рабочего тела, д^/дт — тепловой поток от поверхности оболочки П, рабочего тела или других ячеек.

Энергия льда в ячейке:

Массь1 воды^и льда в ячейке:

Течение рабочего тела в канале переменного сечения. Основные допущения модели:

— существует доминирующее (маршевое) направление течения, примерно совпадающее с одной из координатных осей;

— вязкой диффузией и теплопроводностью в доминирующем направлении можно пренебречь по сравнению с вязкой диффузией и теплопроводностью в направлении, поперечном маршевому;

— скорости всех компонентов и фаз РТ в маршевом направлении потока равны между собой;

— процесс конденсации или испарения воды в потоке принят равновесным;

— на поверхности канала расположены ячейки конденсата, изменение объема которых вызывает изменение поперечного сечения канала.

Задача дозвукового течения сжимаемой и несжимаемой среды в канале переменного сечения рассматривается в интегральной постановке с учетом фазовых переходов рабочего тела. При этом для любого рассматриваемого контрольного объема его боковые границы совпадают со стенками канала или ячейками конденсата. Границы, через которые проходит основной поток РТ, перпендикулярны маршевому направлению. Дискретизация уравнений проводится по методу контрольных объемов на совмещенных сетках. Используется метод равного порядка скорости и давления, применена полностью неявная противопоточная схема первого порядка точности.

Параметры течения рабочего тела описываются параболизованными уравнениями Навье-Стокса, учитывающими допущения модели:

где Su,ST,Sfi— источниковые члены соответствующих уравнений;

p4j — осредненные по контрольному объему плотности фаз компонентов РТ;

/и, к — коэффициенты диффузии.

Граничные условия: на входе: T = T[t,y,z), P = P(t,y,z), р = p(t,y,z), u = u(t,y,z); на стенках канала: м = 0, v = 0, £U = 0, G^ = Qt -jijj, • Для расчета тепловых потоков через стенки канала использовались граничные условия первого, второго или третьего рода.

Для решения системы уравнений применена модифицированная итерационная процедура SIMPLER (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations). Методика расчета позволяет определить параметры дозвуковых потоков рабочего тела в каналах. При наличии информации о распределении скорости потока в канале параметры РТ рассчитываются и в случае сверхзвуковых потоков.

Температуры, фазовый и массовый баланс компонентов рабочего тела для каждого контрольного объема определяются по модели проточной полости с учетом скорости потока.

Тепловое состояние ступеней ПСиА. Под ступенью ПСиА понимается элемент конструкции, который обменивается с рабочим телом, окружающей средой и другими ступенями энергией в виде конвективного теплообмена и теплопередачи. Расчетная область ступени ПСиА представляет собой сплошную среду, ограниченную поверхностью раздела, через которую проходит теплообмен с внешней областью (например, стенки проходящих внутри конструкции каналов, проточных полостей или границы ячеек конденсата). Для расчета тепловых потоков через поверхность раздела необходимо определить поле температур во всей расчётной области. При этом расчетная область разбивается на контрольные объёмы таким образом, чтобы расчетная точка находилась в центре контрольного объема. Для каждой расчетной точки решается уравнение нестационарной теплопроводности:

где удельная по объему мощность тепловыделения.

В третьей главе представлена методика расчета пневматических устройств с поршневым приводом возвратно-поступательного действия. В методике по математической модели определяются изменения геометрических размеров ПСиА, происходящих в результате примерзания конденсата к поверхностям конструкций. Учет перераспределения потоков рабочего тела как результата изменения проходных сечений каналов и полостей позволяет определить изменение режима работы и рабочих характеристик ПСиА на нестационарных режимах работы. Анализ расчетных данных и результатов экспериментальных исследований серийно выпускаемых пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3 как широко распространенных конструкций, содержащих в себе все компоненты общей модели ПСиА, подтвердил адекватность созданных моде-

лей и методик расчетов задачам определения влияния процесса образования конденсата на технические характеристики ПСиА. При различных температурах окружающей среды экспериментально определены время работы до отказа конструкций (рис. 4), координаты пробок из замерзшего конденсата и изменение с течением времени расхода рабочего тела. Одинаковая схема и компоновка элементов (рис. 3) и различия в конструкциях клапанов, геометрических размерах и количестве каналов позволили определить влияние этих отличий на процесс образования конденсата и технические характеристики пневматических молотков.

2 3 4 5 I

Рис. 3 Общая схема пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3. 1 - канал питания молотка, 2 - клапан, 3 - канал питания нижней полости, 4 - верхняя полость, 5 - поршень, 6 - корпус, 7 - пика, 8 - нижняя полость, 9 - выхлопной канал, 10 - канал питания верхней полости.

При составлении математической модели пневматических молотков (ПМ) принималось, что при скоростях потока рабочего тела свыше 20 м/с образовавшийся в потоке РТ конденсат не прилипает к поверхностям стенок и уносится потоком. Поле температур корпуса рассчитывалось по модели теплового состояния ПСиА с трехмерной расчетной областью. Поля температур поршня и пики рассчитались по модели теплового состояния ПСиА с одномерной расчетной областью. Температура тарелки клапана определялась по модели теплового состояния ПСиА в приближении сосредоточенных параметров. За критерий отказа принято падение мощности удара поршня о пику до 40% от номинальной.

Максимальные расхождения расчетных и экспериментальных данных во всем диапазоне эксплуатации температур окружающей среды для каждой конструкции не превысили 20% по времени работы до отказа молотков, 10% по

11

координатам образования ледяной пробки конденсата и 4% по расходу рабочего тела.

В четвертой главе на примере пневматических молотков МОГТ-3 и МПДС-4 по предложенной методике выполнены исследования влияния процесса образования конденсата рабочего тела, условий эксплуатации и конструктивных особенностей на технические характеристики конструкций, исследованы эффективности различных способов снижения влияния процесса образования конденсата РТ на время непрерывной работы до отказа молотков (рис.4-=-7). Были определены направления и оптимальные сочетания методов улучшения конструкций (рис.8), обеспечивающие приемлемое время работы до отказа конструкций. Показано, что модернизация пневматических молотков, включающая в себя устранение обратного потока рабочего тела из полостей 4 и 8 (рис. 3), минимизацию числа каналов питания 3 и 10, минимизацию числа выхлопных каналов 9, минимизацию числа поворотов потока рабочего тела в каналах при использовании схемы с радиальным расположением выхлопных каналов обеспечивает необходимое время работы конструкций во всем диапазоне температур эксплуатации молотков. При этом отпадает необходимость в подогреве и осушке рабочего тела перед входом в ПМ и подогреве корпусов 6 (рис. 3) во время работы молотков (рис. 8).

Основные выводы и итоги работы

1. Выполнен теоретический анализ процессов, протекающих в пневматических системах и агрегатах, и установлено, что выпавший из рабочего тела конденсат является основной причиной отказов современных ПСиА, работающих в условиях отрицательных по шкале Цельсия температур окружающей среды.

2. Впервые создана общая математическая модель пневматической системы и ее элементов, отличающаяся от известных моделей тем, что в ней учитываются: массовый и фазовый баланс компонентов рабочего тела, состоящего из смеси сухого воздуха и воды в различных фазовых состояниях; массовый и фазовый баланс конденсата на поверхностях элементов конструкций; теплообмен между элементами конструкции, выпавшим конденсатом, рабочим телом и окружающей средой.

3. Обоснованы методы расчета параметров рабочего тела в проточной полости, канале переменного сечения и конденсата на поверхностях элементов конструкции на нестационарных режимах работы ПСиА.

4. Разработана методика и программы расчета пневматических устройств с поршневым приводом возвратно-поступательного действия, впервые позволившие определять время работы конструкции до отказа и изменение рабочих характеристик в условиях образования конденсата рабочего тела. Максимальное расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышает 20% по времени работы до отказа конструкций, 10% по координатам накапливания конденсата и 4% по расходу рабочего тела.

5. Выполнены экспериментальные исследования технических характеристик пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3, работающих в условиях образования конденсата РТ, и установлено, что:

— основным фактором, определяющим время работы до отказа ПМ в реальных условиях эксплуатации, является температура окружающей среды;

— причиной отказа конструкций является изменение проходного сечения каналов питания нижней полости в результате накопления конденсата в виде льда;

— нанесение жидких гидрофобных покрытий на стенки каналов не влияет на работоспособность молотков;

— минимальная продолжительность работы до отказа пневматических молотков во всем интервале температур эксплуатации должна составлять не менее 20 минут.

6. Выполнено теоретическое исследование эффективности технологических, конструктивных и схемных способов увеличения времени работы молотков МПДС-4 и МОП-3 до отказа. Установлено, что радиальное расположение выхлопных каналов обеспечивает максимальную продолжительность работы ПМ. Изменение расположения выхлопных каналов ведет к уменьшению продолжительности работы до отказа на время от 1 до 12 минут в зависимости от температуры окружающей среды. Установлено, что при радиальном расположении выхлопных каналов минимальная заданная продолжительность работы конструкций до отказа обеспечивается следующими способами:

— подачей рабочего тела с температурой не ниже 150 °С;

— подачей рабочего тела с относительной влажностью не более 5%;

— подведением теплового потока мощностью 50 Вт к корпусу со стороны пики — при температурах окружающей среды, превышающих -5 °С;

— модернизацией конструкции, устраняющий обратный поток рабочего тела из полостей в клапан и магистраль — при температурах окружающей среды,

превышающих 4 °С;

— модернизацией конструкции, включающую минимизацию числа каналов питания нижней полости и минимизацию числа поворотов потока РТ от клапана к полостям — при температурах окружающей среды, превышающих 12 °С;

— модернизацией конструкции, включающую минимизацию числа поворотов потока РТ от клапана к полостям или минимизацию числа каналов питания нижней полости, — при температурах окружающей среды, превышающих 16 °С.

Для обеспечения минимальной заданной продолжительности работы пневматических молотков до отказа во всем интервале температур эксплуатации без специальной подготовки РТ и подогрева конструкций во время работы ПМ рекомендовано внести изменения в конструкции, включающие в себя использование схемы с радиальным расположением выхлопных каналов, устранение обратного потока рабочего тела из полостей в клапан и магистраль, минимизацию числа каналов питания нижней полости и числа поворотов потока РТ от клапана к полостям.

Публикации по теме диссертации.

1. Кюрджиев Ю.В., Никитин Ю.Ф. Методика расчета рабочих характеристик пневматических молотков, работающих на влажном воздухе // Компрессорная техника и пневматика.— 2000.— №4.— С. 8-15.

2. Кюрджиев Ю.В. Снижение влияния влаги рабочего тела на надежность пневматических молотков // Компрессорная техника и пневматика.— 2002.— №11 — С. 15-21.

3. Патент РФ №2153048. Теплоизолирующее ограждение / Ю.Ф.Никитин, Д.Д.Никитин, ДА. Калинкин, Ю.В. Кюрджиев // Б.И. — 2000. — №17.

4. Решение ВНИИГПЭ о выдаче АС по заявке №2000127408 (РФ). Оконный блок / Ю.Ф. Никитин, Д.Д. Никитин, Д.А. Калинкин, Ю.В. Кюрджиев.— Заявл. 1.11.00.

5. Патент РФ № 2172809. Стеклопрозрачное ограждение / Ю.Ф. Никитин, Д.Д. Никитин, ДА. Калинкин, Ю.В. Кюрджиев // Б.И. — 2001.— №26.

Рис.4 Эффективность технологических методов увеличения времени работы до отказа пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3: отсутствие теплообмена между конструкцией и окружающей средой, подведение тепловой мощности в 30 и 50 Вт равномерно к нижней (со стороны пики) половине корпуса молотка.

Рис.5 Эффективность технологических методов увеличения времени работы до отказа пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3: специальная подготовка рабочего тела — РТ при 70 °С, РТ при 100 °С и 40% отн. влажности, РТ при 5% отн. влажности, РТ при 150 °С.

1111 __ И0ГЧ0М1ПРМММ1 — МПДС-4 ЩМ1С1Ш1 • мехи яря ним

; / ; 1 /

/ / /■

// / / /

/ / /.. *

у /

Рис. 6 Эффективность конструктивных методов увеличения времени работы до отказа пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3: оптимизация числа и формы каналов питания нижней полости.

Рис. 7 Эффективность схемных методов увеличения времени работы до отказа пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3: 1 — устранение обратного потока РТ из верхней полости в клапан и магистраль; 2 - устранение обратного потока РТ из нижней полости в клапан и магистраль; 3 - устранение обратного потока РТ из верхней и нижней полости в клапан и магистраль.

Рис. 8 Эффективность конструктивных и схемных методов увеличения времени работы до отказа пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3: 1 - конструктивные методы; 2 - схемные методы; 3 - комбинация конструктивных и схемных методов.

Заказ №304/бп Фомат 60x90 1/16 тираж 100 экз. Подписано в печать 17.05.2004

' 1101

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И АГРЕГАТОВ 15 1.1 .Анализ основных причин отказов ПСиА

1.2.Анализ способов снижения влияния процесса образования конденсата рабочего тела на технические характеристики ПСиА

1.2.1 .Технологические методы

1.2.2.Конструкционные методы

1.2.3.Схемные методы

1.2.4.Выводы

1.3.Современные методы расчета протекающих в ПСиА процессов

1.3.1.Математические модели в приближении сосредоточенных параметров

1.3.2.Математические модели в приближении распределенных параметров

1.3.3.Учет фазовых переходов воды в рабочем теле

1.4.Постановка задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И АГРЕГАТА 46 2.1 .Математическая модель проточной полости переменного объема

2.2.Проверка программного комплекса и методики расчета ММ проточной полости переменного объема

2.3.Математическая модель конденсата на поверхности оболочки

2.4.Проверка программного комплекса и методики расчета параметров двухфазного рабочего тела

2.5.Математическая модель течения рабочего тела в каналах 61 2.5.1 .Система уравнений 61 2.5.2.Метод контрольного объема для решения задачи движения и теплообмена рабочего тела в канале переменного сечения

2.6.Проверка программного комплекса и методики расчета параметров потока рабочего тела в канале переменного сечения

2.7.Математическая модель теплового состояния ступеней ПСиА

2.8.Проверка программного комплекса и методики расчета теплового состояния ступеней ПСиА

2.9.0бласть применения общей математической модели ПСиА

3. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ ОБЩЕЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПСиА ЗАДАЧАМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ КОНДЕНСАТА РАБОЧЕГО ТЕЛА НА ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И АГРЕГАТОВ 97 3.1 .Общая модель пневматического молотка

3.2.Цели и задачи экспериментального исследования

3.3.Схема стенда для проведения эксперимента 104 3 АМетодика проведения эксперимента 107 3.4.1 .Проведение эксперимента 107 3.4.2,Обработка результатов измерений 108 3.5.0ценка погрешности измерений

3.6.Выводы по результатам эксперимента

3.7.Сопоставление результатов расчета и экспериментальных данных

4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ РУЧНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ МОЛОТКОВ

4.1.Анализ результатов расчетов влияния процесса образования конденсата РТ на характеристики работы ПМ МОП-3 и МПДС

4.2.Исследование эффективности различных способов уменьшения влияния процесса образования конденсата РТ на технические характеристики пневматических молотков МОП-3 и МПДС

4.2.1 .Технологические методы

4.2.2.Конструкционные методы

4.2.3.Схемные методы

4.3.Снижение влияния процесса образования конденсата рабочего тела на характеристики пневматических молотков МОП-3 и МПДС

Пневматические системы и агрегаты (ПСиА) являются одним из наиболее эффективных средств автоматизации и механизации современных производственных процессов в машиностроении, нефтяной, химической и газовой про-мышленностях, строительстве, транспорте и ряде других отраслей хозяйственной деятельности.

Как правило, воздух в ПСиА является энергоносителем и носителем сигналов информации. Широкий спектр решаемых с помощью ПСиА задач в первую очередь объясняется физическими свойствами воздуха как рабочего тела. Воздух безвреден для человека и окружающей среды, пожаро- и взрывобезопа-сен, химически нейтрален, его физические свойства мало изменяются в широком диапазоне температур и давлений. Сжатие воздуха является эффективным способом аккумулирования энергии. Поэтому пневматические приводы, работающие на воздухе или инертном газе, имеют ряд преимуществ относительно механизмов с гидравлическим, электрическим, механическим или иным приводом. Мощность, потребляемая приводом обслуживающего пневматическую систему компрессора, много меньше мощности привода насоса для аналогичного гидропривода. В состав ПСиА, как правило, не входят трубопроводы линий возврата рабочего тела, они не нуждаются в дополнительных источниках энергии, проще в изготовлении, дешевле, работают при высоких и низких температурах, при каких никакие другие системы надежно работать не могут. Требования ПСиА к качеству уплотнений трубопроводов ниже, чем у гидравлических систем. К существенным достоинствам ПСиА относятся также неподверженность радиационным, электромагнитным и вибрационным воздействиям.

Большую потребность в пневматических системах и агрегатах обусловливает эффективно решаемый с их помощью широкий спектр задач.

Однако в процессе эксплуатации ряда пневматических систем и агрегатов был выявлен существенный недостаток — устойчивые случаи отказов как лучших зарубежных, так и отечественных ПСиА. При этом отказы, в основном, наблюдаются при работе в условиях пониженной температуры окружающей среды. Отказы ПСиА могут привести не только к простою и выходу из строя оборудования, но и к катастрофам. Все это приводит к удорожанию эксплуатации и увеличению парка ПСиА. Поэтому задачи увеличения времени работы до отказа (работоспособности) и расширение диапазона температур эксплуатации ПСиА являются актуальными.

Исследования, направленные на выяснение причин отказов и повышение надежности ПСиА охватывают, в основном, частные случаи и носят экспериментальный характер. Работ, в которых эти результаты обобщены и проанализированы для широкого спектра ПСиА, в литературе не найдено. Так как в известных исследованиях не учитываются процессы, вызывающие отказы пневматических систем и агрегатов, результаты этих исследований не могут быть применены при модернизации и создании новых систем, надежно работающих при различных условиях эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды. Необходимы математические модели, обоснованные методы расчета и методики, позволяющие проводить исследования с целью повысить надежность, работоспособность, расширить диапазон температур эксплуатации ПСиА и наиболее полно использовать потенциальные возможности как существующих, так и вновь разрабатываемых конструкций пневматических систем и агрегатов.

Цели и задачи исследования

Целями настоящей работы являются: разработка математических моделей рабочих процессов пневматических систем и агрегатов; разработка методов расчета для создания современных ПСиА, учитывающих процесс образования конденсата рабочего тела; разработка практических рекомендаций для модернизации существующего оборудования.

В соответствии с поставленной целью задачами исследования являются: создать общую математическую модель и соответствующие методики и алгоритмы расчета ПСиА, позволяющие численно определять влияние процесса конденсации рабочего тела на характеристики пневматических систем и агрегатов; выполнить проверку адекватности созданной модели и алгоритмов расчета задачам определения влияния процесса конденсации рабочего тела на технические характеристики ПСиА; на примере пневматических молотков — широко используемых серийных конструкций пневматических систем, провести исследование эффективности различных методов улучшения характеристик ПСиА, работающих в условиях образования конденсата рабочего тела; определить комплекс условий, обеспечивающий надежную работу пневматических молотков во всем диапазоне температур эксплуатации конструкций; разработать практические рекомендации по модернизации существующих и проектируемых конструкций пневматических молотков.

Объект исследования

Объектом исследования являются пневматические системы и агрегаты. Общим для них является наличие проточных полостей, каналов и щелей, в которых скапливается конденсат, вызывающий изменение режима работы ПСиА вплоть до отказа.

Предмет исследования

Предметом исследования являются способы уменьшения влияния процесса образования конденсата рабочего тела на технические характеристики пневматических систем и агрегатов.

Методологическая и теоретическая основа исследования

Теоретической базой работы послужили базовые положения газовой динамики, теории термодинамики тела переменной массы, фазовых переходов и методов контрольного объема в области численного решения задач газовой динамики и теплопроводности сплошной среды.

В диссертации использовались следующие методы исследования: системного анализа и сравнения, численного моделирования и эксперимент.

Информационная база исследования

В числе информационных источников диссертации использованы: научные источники в виде данных и сведений из журнальных статей, книг, научных докладов и отчетов, материалов научных конференций и семинаров; справочные материалы из справочников, отчетов различных организаций и институтов; официальные документы, в том числе нормативная документация, проекты и конструкторская документация; результаты собственных расчетов и проведенных экспериментов.

Научная новизна исследования и положения, выносимые на защиту заключаются: в созданной общей математической модели пневматической системы и ее элементов, отличающейся тем, что в ней учитываются: массовый и фазовый баланс компонентов рабочего тела, состоящего из смеси сухого воздуха и воды в различных фазовых состояниях; массовый и фазовый баланс конденсата на поверхностях элементов конструкций; теплообмен между элементами конструкции, конденсатом, рабочим телом и окружающей средой; в обосновании численных методов расчета параметров конденсата на поверхностях элементов конструкции, рабочего тела в канале и проточной полости; в созданной математической модели и методике расчета пневматических устройств с поршневым приводом возвратно-поступательного действия, позволяющей учитывать влияние процесса образования конденсата рабочего тела на технические характеристики и время работы конструкций до отказа; в результатах экспериментальных исследований зависимости процесса образования конденсата рабочего тела и технических характеристик пневматических молотков от конструктивных особенностей и условий эксплуатации; в результатах теоретических исследований эффективности технологических, конструктивных и схемных способов снижения влияния процесса образования конденсата рабочего тела на технические характеристики пневматических молотков.

Практическая значимость работы

На этапе разработки и модернизации современных пневматических систем и агрегатов созданная математическая модель и методы ее реализации позволяют учитывать влияние конструктивного исполнения и условий эксплуатации на процесс образования конденсата рабочего тела и его воздействие на технические характеристики ПСиА на нестационарных режимах работы; в частном случае математическая модель и методики расчета позволяют рассчитывать характеристики ПСиА, работающих на сухом воздухе и на различных газах в качестве рабочего тела при различных условиях эксплуатации; разработанная математическая модель и методы ее реализации позволяет выявить резервы для улучшения технических характеристик современных ПСиА, отказаться от дорогостоящих экспериментальных исследований, повысить эффективность проектирования и совершенствования конструкций, сократить сроки их разработки; предложены конструктивные, технологические и схемные решения, позволяющие во всем интервале температур эксплуатации увеличить время работы пневматических молотков до допустимых для практического применения значений.

Апробация результатов исследования

Основные положения работы докладывались автором на XV Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов РКК «Энергия» им.

С.П. Королева (ноябрь, 1999 г., г. Королев), на научно-технических семинарах кафедры «Вакуумная и компрессорная техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 1997,1998, 2000,2002, 2003г).

Результаты диссертационной работы использовались при разработке серийных конструкций пневматических молотков МОП-3 и МПДС-4. Полученные результаты используются в организациях «Мосметрострой», «Мосэнерго» и «Мосводоканал». Математическая модель и результаты расчета по предложенной методике использованы при исследовании технических характеристик кодового пневматического замка НО-5 (завод «Гидроавтоматика»), при работах над АС РФ №2153048, АС РФ №2172809, заявкой на патент №2000127408 (РФ).

Публикации

По результатам проведенных исследований опубликовано 5 работ, в том числе 2 патента РФ, положительное решение по заявке на патент РФ.

Структура работы

В первой главе исследованы причины отказов пневматических систем и агрегатов и сделан вывод о важной роли конденсата рабочего тела как основной причине отказов современных ПСиА. Показана актуальность задач повышения надежности и расширения диапазона температур эксплуатации ПСиА, работающих при образовании конденсата рабочего тела, и создания общей математической модели и методик расчета, позволяющих эффективно решать эти задачи.

Анализ методов уменьшения влияния процесса образования конденсата рабочего тела на технические характеристики ПСиА показал, что для их эффективного применения необходимо большое количество экспериментальных исследований для каждой конкретной ПСиА или эффективная математическая модель — стенд для проведения этих исследований методами численного моделирования.

Анализ современных методов численного моделирования процессов, протекающих в ПСиА, показал неприемлемость существующих математических моделей и методик их реализации для решения задачи по оценке эффективности методов улучшения технических характеристик ПСиА.

В заключении главы сформулированы основные цели и задачи исследования.

Вторая глава посвящена вопросам математического моделирования процессов, протекающих в пневматических системах и агрегатах. На основе баланса массы и энергии разработаны математические модели основных элементов ПСиА: проточной полости переменного объема, течения многофазного многокомпонентного рабочего тела в канале, теплового состояния звеньев пневматического устройства и параметров конденсата на поверхности оболочки. Проведено тестирование алгоритмов расчета и проверка основных положений моделей по результатам расчета ряда тестовых задач, имеющих аналитические решения, и ряда конструкций, для которых известны экспериментальные данные. Определены вычислительная погрешность и устойчивость алгоритмов расчета, границы применения разработанной модели.

В третьей главе представлена методика расчета пневматических устройств с поршневым приводом возвратно-поступательного действия. В методике по математической модели определяются изменения геометрических размеров ПСиА, происходящих в результате скопления конденсата на поверхностях конструкций. Учет перераспределения потоков рабочего тела как результата изменения проходных сечений каналов и полостей позволяет определять изменения режимов работы и характеристик ПСиА на нестационарных режимах работы. На примере серийно выпускаемых конструкций пневматических молотков МОП-3 и МПДС-4 как широко распространенных конструкций, содержащих в себе все элементы, описываемые предложенной математической моделью, выполнена проверка адекватности математической модели и методов ее реализации задачам определения влияния процесса образования конденсата рабочего тела на характеристики ПСиА. Для этого проведен анализ расчетных данных и результатов экспериментальных исследований надежности молотков МОП-3 и МПДС-4 в реальных условиях эксплуатации.

Определены погрешность методики расчета характеристик пневматических молотков и оптимальная, с точки зрения сложности реализации и затрат машинного времени, компоновка математической модели пневматических молотков, созданной на базе общей модели ПСиА.

В четвертой главе на примере пневматических молотков МОП-3 и МПДС-4 по предложенной методике выполнены исследования влияния процесса образования конденсата рабочего тела, условий эксплуатации и конструктивных особенностей на характеристики конструкций, исследованы эффективности различных способов снижения влияния конденсации рабочего тела на время работы молотков до отказа, определены направления и оптимальные сочетания методов улучшения конструкций и технологии эксплуатации, обеспечивающие приемлемое время работы пневматических молотков во всем интервале температур эксплуатации.

В заключении представлены выводы по работе и рекомендации по использованию общей математической модели ПСиА и методик расчета, учитывающих процесс образования конденсата рабочего тела. На основании результатов исследования выданы практические рекомендации для проектирования, модернизации и эксплуатации пневматических молотков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выполнен теоретический анализ процессов, протекающих в пневматических системах и агрегатах, и установлено, что выпавший из рабочего тела конденсат является основной причиной отказов современных ПСиА, работающих в условиях отрицательных по шкале Цельсия температур окружающей среды.

2. Впервые создана общая математическая модель пневматической системы и ее элементов, отличающаяся от известных моделей тем, что в ней учитываются: массовый и фазовый баланс компонентов рабочего тела, состоящего из смеси сухого воздуха и воды в различных фазовых состояниях; массовый и фазовый баланс конденсата на поверхностях элементов конструкций; теплообмен между элементами конструкции, выпавшим конденсатом, рабочим телом и окружающей средой.

3. Обоснованы методы расчета параметров рабочего тела в проточной полости, канале переменного сечения и выпавшего на поверхности элементов конструкции конденсата на нестационарных режимах работы ПСиА.

4. Разработана методика и программы расчета пневматических устройств с поршневым приводом возвратно-поступательного действия, впервые позволившие определять время работы конструкции до отказа и изменение их рабочих характеристик в условиях образования конденсата рабочего тела. Максимальное расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышает 20% для работоспособности конструкций, 10% для координат накапливания конденсата и 4% для расхода рабочего тела.

5. Выполнены экспериментальные исследования работоспособности пневматических молотков МПДС-4 и МОП-3 и установлено, что: основным фактором, определяющим работоспособность ПМ в реальных условиях эксплуатации, является температура окружающей среды; причиной отказа конструкций является изменение проходного сечения каналов питания нижней полости в результате накопления конденсата в виде льда; нанесение жидких гидрофобных покрытий на стенки каналов не влияет на работоспособность молотков; минимальная допустимая работоспособность пневматических молотков во всем интервале температур эксплуатации должна составлять не менее 20 минут;

Конструкции МПДС-4 и МОП-3 удовлетворяют требованиям работоспособности при температурах окружающей среды свыше 15 °С и 20 °С, соответственно.

6. Выполнено теоретическое исследование эффективности технологических, конструктивных и схемных способов повышения работоспособности и эффективности молотков МПДС-4 и МОП-3. Установлено, что радиальное расположение выхлопных каналов обеспечивает максимальную продолжительность работы ПМ. Изменение расположения выхлопных каналов ведет к уменьшению работоспособности на время от 1 до 12 минут в зависимости от температуры окружающей среды. Установлено, что при радиальном расположении выхлопных каналов необходимая работоспособность конструкций обеспечивается следующими способами: подачей рабочего тела с температурой не ниже 150 °С; подачей рабочего тела с относительной влажностью не более 5%; подведением теплового потока мощностью 50 Вт к корпусу со стороны пики — при температурах окружающей среды, превышающих -5 °С; модернизацией конструкции, устраняющий обратный поток рабочего тела из полостей в клапан и магистраль — при температурах окружающей среды, превышающих 4 °С; модернизацией конструкции, включающую минимизацию числа каналов питания нижней полости и минимизацию числа поворотов потока РТ от клапана к полостям — при температурах окружающей среды, превышающих 12 °С; модернизацией конструкции, включающую минимизацию числа поворотов потока РТ от клапана к полостям или минимизацию числа каналов питания нижней полости, — при температурах окружающей среды, превышающих 16 °С.

Для обеспечения минимальной заданной работоспособности пневматических молотков во всем интервале температур эксплуатации без специальной подготовки РТ и подогрева конструкции во время работы ПМ рекомендовано внести изменения в конструкции, включающие в себя использование схемы с радиальным расположением выхлопных каналов, устранение обратного потока рабочего тела из полостей в клапан и магистраль, минимизацию числа каналов питания нижней полости и числа поворотов потока РТ от клапана к полостям.

1. Prakash S.V. Patankar A. Control Volume Based Finite-Element Method for Solving the Navier-Stokes Equations using Equal-Order Velocity-Pressure interpolation. //Numerical Heat Transfer. — 1985. Vol. 8. — P. 259-280.

2. Rubin S. G., Khosla P. K., Saari S. (1977). Computation of Fluid Flow. //Comput. Fluids. —Vol. 5.—P. 151-173.

3. Архаров A.M. Марфенина И.В. Микулин Е.И. Криогенные системы. Основы теории и расчета: учебник для ВУЗов по специальности «Криогенная техника» и «Холодильные и компрессорные машины и установки».— М.: Машиностроение, 1996.—576с.

4. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Издание 4-е, исп. и доп. -М.: Наука, 1976.- 888с.

5. Авдуевский B.C., Галицейский Б.М., Глебов Г.А. и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике / Под ред. В.К. Кошкина. — М.: Машиностроение, 1975, 624 с.

6. Александров А.А, Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.:Изд-во МЭИ, 1999. — 168 с.

7. Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Изд-во стандартов, 1975.-551с.

8. Бабуров В.Н. Динамика и расчет параметров пневмопривода ударных машин // Пневматические приводы и системы управления. —М.: Наука, 1971.— С. 123128.

9. Бахвалов Н.С., Численные методы. М.: Наука, 1975.—632с.

10. Ю.БаштаТ.М. Гидропривод и гидроавтоматика —М.: Машиностроение, 1972. —350с.

11. П.Беляев М.Н., Рядно А.А. Методы теории теплопроводности.— М.: Высшая школа, 1982. Ч.1.—450с.

12. БрэдшоуП. Сложные турбулентные течения (обзор) // Теоретические основы инженерных расчетов.— 1975 Т. 97. №2. С. 101—111.

13. Бэр Г.Д. Техническая термодинамика / Под ред. В.М. Бродянского и Г.Н. Костенко.— М.: Мир, 1977 — 520с.

14. Ваничев А.П. Приближенный метод решения задач теплопроводности в твердых телах. // Изв. АН СССР. —1946. №12. —С. 1767-1774.

15. Вопросы теплообмена в пневматических приводах ударного действия. Ю.Ф. Никитин, М.Н. Кокорев, Г.И. Соломонов и др.— М., 1981.— 21 с. (Рукопись представлена МВТУ им. Н.Э. Баумана. Деп. В ЦИНТИхимнефтемаш 15 февраля 1982г., №798).

16. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика.-М.: Машиностроение, 1972—671 с.

17. Газовая динамика. Механика жидкости и газа / Под ред. А.И. Леонтьева.— М.: Изд. МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1997.— 678с.

18. ГерцЕ.В. Динамика пневматических систем машин.—М.: Машиностроение, 1985.—256с.

19. Герц Е.В. Пневматические приводы. Теория и расчет. —М.: Машиностроение, 1969.—236с.

20. Гогричиани Г.В., Шипилин А.В. Переходные процессы в пневматических системах.— М.: Машиностроение, 1986— 160 с.

21. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы.— М.: Наука, 1973.— 196с.

22. Горбунов В.Н., Пирумов У.Г., Рыжов Ю.А. Неравновесная конденсация в высокоскоростных потоках газа.— М.: Машиностроение, 1984.— 201с.

23. ГротС.Р. Неравновесная термодинамика / Под ред. Д.Н Зубарева.— М.: Мир, 1964 —456с.

24. Гуревич Д.Ф. Основы расчета трубопроводной арматуры. М.: Машгиз, 1962,—507с.

25. Гухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепломассообмена (процессы переноса в движущейся среде).-М.: Высшая школа, 1974, 328 с.

26. Диафрагмы и соединительные линии при измерении расхода жидкости, пара и газа. Техническое описание и инструкция по эксплуатации № 3.9026.223.—М.: Московский приборостроительный завод «МАНОМЕТР», 1974. —47с.

27. Дмитриев В.Н. Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики.— М.: Машиностроение.— 360 с.

28. Дыбан Е.П., Эпик Э.Я. Тепломассообмен и гидродинамика турбулизированных потоков.— Киев: Наукова думка.— 326с.

29. Елагин М.Ю. Математическое моделирование нестационарных процессов в открытых термодинамических системах: Учебное пособие. — Тула: ТулГУ 1995. —86с.

30. Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные машины радиального типа— М.: Изд. МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1998,— 624с.31 .Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках.-М.: Наука, 1982.—472 с.

31. Жуковский B.C. Термодинамика /Под ред. А.А. Гухмана—М.: Энергоатомиз-дат, 1983,—304с.

32. ЗЗ.Зарубин B.C. Температурные поля в конструкции летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978.— 155с.

33. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям.-М.: Машиностроение, 1975.—560с.

34. Исследование компрессорных и вакуумных машин и пневмоагрегатов. Под ред. В.Д. Лубенца. // Труды МВТУ.— 1979.— № 311— 168с.

35. Кавтарадзе Р.З Локальный теплообмен в поршневых двигателях.— М.Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.— 592с.

36. Кокорев М.Н., Рязанов А.А., Чернышев А.В. Вопросы теории и расчета пнев-могазоприводов / Под ред. Ю.Ф. Никитина.— М.: Изд-во МВТУ, —1983.—53с.

37. Компрессорные и вакуумные машины и пневмоагрегаты. Под ред. В.Д. Лубенца. // Труды МВТУ.— 1971.— № 146— 173с.

38. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика.— М.: Москва, 1963.41.—584с.

39. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика.— М.: Москва, 1963,42. —728с.

40. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи: Пер с англ. М., 1983.—367с.

41. Кутателадзе С.С. Основы тепломассообмена.— М.: Атомиздат, 1979. 460с.

42. Кюрджиев Ю.В., Никитин Ю.Ф. Методика расчета рабочих характеристик пневматических молотков, работающих на влажном воздухе // Компрессорная техника и пневматика.— 2000.— №4.— С. 8-15.

43. Кюрджиев Ю.В. Снижение влияния влаги рабочего тела на надежность пневматических молотков // Компрессорная техника и пневматика.— 2002.— №11.— С. 15-21.

44. ЛельчукВ.Л. Теплопередача от стенки к турбулентному потоку внутри трубы и гидравлическое сопротивление при больших температурных напорах. // Вопросы теплообмена.— М.: Изд-во АН СССР, 1959 — С. 123-192.

45. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа.— М.: Наука, 1973.— 848с.

46. Лыков А.В. Тепломассобмен: Справочник.— М.: Энергия, 1978.— 480с.

47. Любимов А.Н. Тюмнев Н.М., Хут Г.И. Методы исследования течений газа и определения аэродинамических характеристик осесимметричных тел.-М.: Наука, 1995.—398с.

48. Майерс Г. Критическая величина шага по времени, используемого при решении двумерных нестационарных задач теплопроводности методом конечных элементов. // Труды Американского общества инженеров-механиков. Теплопередача. — 1978.—№1.—С. 130-139.

49. Мамонтов М.А Вопросы термодинамики тела переменной массы.— М.: Оборонгиз, 1961.— 56с.

50. Михалевич А.А. Математическое моделирование массо- и теплопереноса при конденсации.—Минск: Наука и техника.— 1982.— 442с.

51. Никитин Ю.Ф., Кокорев М.Н. Исследование динамики клапана в пневматических устройствах ударного действия.— М.:Изд-во МВТУ, 1983.—16 с. (Деп. в ЦНИИТЭстроймаш, 1982 №97 МШ-Д82).

52. Никитин Ю.Ф., Кокорев М.Н. Общая физико-математическая модель поршневых пневматических устройств ударного действия.— М.: Изд. МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1983.— 33 с. (Веп. ЦНИИТЭСТРОЙМАШ,-1983. №65 СД83).

53. Никитин Ю.Ф., Кокорев М.Н. Оптимизация конструктивных параметров пневматического привода устройства ударного действия.— М.:Изд-во МВТУ, 1983.— 13 с. (Деп. НИИМАШ, 1982 №96 МШ-Д82).

54. Основы эксплуатации средств измерений. Под ред. Р.П. Покровского.— Радио и связь, 1984.- 184с.59.0сипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. -М.:Энергия, 1979.—320с.

55. Патанкар С.В., Сполдинг Д., Тепло- и массообмен в пограничных слоях. Пер. с англ. / /Под ред А.В. Лыкова.— М.:Энергия, 1971.— 440с.

56. Патанкар С.В. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости: Пер. с англ.— М.: Энергоатомиздат, 1984, 152 с.

57. Патент РФ №2153048. Теплоизолирующее ограждение / Ю.Ф.Никитин, Д.Д. Никитин, ДА. Калинкин, Ю.В. Кюрджиев // Б.И.— 2000 — №17.

58. Патент РФ №2172809. Стеклопрозрачное ограждение / Ю.Ф.Никитин, Д.Д. Никитин, ДА. Калинкин, Ю.В. Кюрджиев // Б.И.— 2001.— №26.

59. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах.— М.: Энергия.—1967.— 542с.

60. Прусенко B.C. Пневматические системы автоматического регулирования технологических процессов.— М.: Машиностроение, 1987.— 360с.

61. Расчет и исследование поршневых компрессоров с использованием ЭВМ. Под ред. П.И. Пластинина // Гос. Ком. СССР по науке и технике ВИНИТИ. Серия Насосостроение и компрессоростроение. Холодильное машиностроение.— 1981.— Т2.— 168 с.

62. РД 50-213-80 Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными суживающими устройствами. — М.: Издательство стандартов, 1982.

63. РД 50-411-83 Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных суживающих устройств. — М.: Издательство стандартов, 1984.

64. Решение ВНИИГПЭ о выдаче АС по заявке № 2000127408 (РФ). Оконный блок / Ю.Ф. Никитин, Д.Д. Никитин, Д.А. Калинкин, Ю.В. Кюрджиев.— Заявл. 1.11.00.

65. Рихтмайер Р., Мортон К. Разностные методы решения краевых задач: Пер. с англ.—М.: Мир, 1972 — 180 с.

66. Ручные машины: Справочник / В.И. Севрюгин, И.Л. Черкасова, В.В. Сочилов и др.; Под ред. С.П. Епифанова, В.М. Казаринова, И.А. Онуфриева.— М.: Стройиздат, 1982.—231с.

67. Себиси Т., Брэдшоу П. Конвективный теплообмен. Физические основы и вычислительные методы: Пер. с англ.— М.: Мир, 1987. —592с.

68. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1972,440с.

69. Седов Л.И. Механика сплошной среды.— М.: Наука, 1973.— Т1.— 536с.

70. Седов Л.И. Механика сплошной среды.— М.: Наука, 1973.— Т2.— 584 с.

71. Семенчева Н.В. Математическое моделирование парожидкостных процессов: Учеб. Пособие.— Тула: Тул. Гос. Ун-т., 1988. 72 с.

72. Суслов А.Д., Чеботарев В.П. Исследование проблемы незабиваемости теплообменников-воздухоохладителей // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение.— 1995.—№2.—С. 45-54.

73. Сырицин Т.А., Эксплуатация и надежность гидро- и пневмоприводов.— М.: Машиностроение, 1990.—248с.

74. Теория тепломассобмена / Под ред. А.И.Леонтьева.— М.: Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997.— 684с.

75. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник / М.С. Алтухов, А.А Амосов, Т.Ф. Басова Т.Ф. и др.; — Под ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина.— М.: МЭИ, 1999.—528с.

76. Терехов И.JI. Разработка пневматического экстрактора с улучшенными вибрационными характеристиками // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение.— 1999.— №4.— С. 46-52.

77. Техническая термодинамика / Под ред. В.И. Крутова.—М.: Высшая школа, 1981.—440с.

78. Турбулентность: принципы и применение / Под ред. У. Фроста, Т. Моудлена.— Пер. с англ.— М.: Мир, 1980.— 566с.

79. Фабер Т.Е. Гидроаэродинамика. Москва: Постмаркет, 2001.—560 с.

80. ФлетчерК. Вычислительные методы в динамике жидкостей / Под ред. Л.И. Турчака.—М.: Мир, 1991—Т2.—552с.

81. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике.2-е изд.— М.: Наука, 1967.— 472с.

82. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей.— Л.: Наука, 1975 592с.

83. Холодильная техника. Кондиционирование воздуха: Свойства веществ: Справочник / Под ред. С.Н. Богданова.—М.: Агротехиздат, 1999. — 303 с.

84. Холпанов Л.П. Шкадов В.Я. Гидродинамика и тепломассообмен с поверхностью раздела. М.: Наука, 1990.— 272с.

85. Чернышев А.В., Белова О.В. Метод решения сопряженной задачи конвективного теплообмена на примере термостатирующего устройства // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение.— 1997 —№3.—С. 77-87.

86. Численное решение многомерных задач газовой динамики / С.К.Годунов, А.В. Забродин, М.Я. Иванов и др.; Под ред. С.К. Годунова.— М.: Москва.— 1976.—400с.

87. Численный метод решения трехмерного уравнения теплопроводности в симметричной расчетной области. Б.И. Нигматулин, Д.В. Макаров, А.П. Скибин, С.Ф. Глебов// Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение.— 1997.— №3.— С 3-13.

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

89. ШиД. Численные методы в задачах теплообмена: Пер. с англ.—М.: Мир, 1988.—250с.

90. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя.— М.: Наука, 1974.—712с.

91. Шулейкин В.В. Кинетическая теория испарения // Журн. Рус. Физико-хим. Общ-ва, Ч. Физическая — 1926.— Т. LVII, вып. 3.— С. 527-540.

92. Яламов Ю.И., Ивченко И.Н., Мурадин С.М. Теория испарения сферических капель при произвольных числах Кнудсена. ДАН СССР.— 1981.— Т. 258, №5.— С. 1106-1110.