автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Повышение эффективности компрессорного оборудования дорожно-строительных машин

На правах рукописи

БУСАРОВ СЕРГЕИ СЕРГЕЕВИЧ 003453697

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Специальность 05.05.04 - Дорожные, строительные и подъёмно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 1 НОЯ 2008

ОМСК-2008

003453697

Работа выполнена на кафедре «Компрессорные и холодильные машины и установки» в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет».

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

кандидат технических ннаук, доцент Юша В.Л.

доктор технических наук, профессор Моисеев Л.Л.

кандидат технических наук, доцент Михайлец С.Н.. Ведущее предприятие: ФГУП КБТМ г.Омск

Защита состоится «17» декабря 2008 г. В 10.00 часов на заседании диссертационного совета ВАК РФ Д 212.250.02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии" по адресу: 644080, г. Омск, проспект Мира, 5, зал заседаний.

Телефон для справок: (3812) 65-01-45; факс (3812) 65-03-23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ)".

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять по адресу диссертационного совета.

Автореферат разослан » ноября 2008 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Компрессорное оборудование (КО) находит широкое применение в различных типах дорожно-строительных машин (ДСМ) и предназначено главным образом для обеспечения сжатым воздухом энергоустановок, различных пневматических вспомогательных систем и исполнительных механизмов.

При эксплуатации современных компрессорных установок (КУ) ДСМ возникают следующие проблемы:

1. Сложность зимнего запуска КО со смазкой в условиях Сибири и Крайнего Севера.

2. Низкая безопасность работы и связанные с этим неудобства эксплуатации компрессорного оборудования (ограничение по температуре нагнетаемого газа - до 160 °С, контакт горячего газа с масляными парами и образование нагара - вызывает пожары и взрывы; необходимы частые остановки КО во время работы для продувки теплообменников от смеси масла и конденсата).

3. Низкий КПД (связанный с неэффективностью системы охлаждения).

4. Несоответствие экологическим нормам (требования на содержание масляных паров в рабочем воздухе по ИСО 8573-2 - 4. . . 10 мг/м3, сброс конденсата с маслом в окружающую среду).

5. Повышенные габаритные размеры теплообменников КО, необходимость в установке дополнительного устройств для отделения масла.

6. Затруднение в увеличении производительности исполнительных механизмов ДСМ за счёт повышения давления в рабочей камере, в связи с ограничениями по температуре.

В условиях Сибири и Крайнего Севера для получения сжатого воздуха на ДСМ наиболее перспективными являются конструкции поршневых компрессоров (ПК) с бессмазочной проточной частью, позволяющие существенно повысить эксплуатационные характеристики КО, так как отсутствие масла в рабочей камере позволяет решить ряд перечисленных выше проблем. Кроме того, отсутствие плёночной жидкости на внутренних, поверхностях рабочей камеры таких компрессоров позволяет рассматривать возможность интенсификации отвода тепла от сжимаемого газа за счёт применения микрооребрения внутренних поверхностей рабочей камеры. Результаты экспериментальных и теоретических исследований рабочих процессов ступени при наличии микрооребрения на внутренних поверхностях стенок, формирующих рабочую камеру, представленных в работах Юши В.Л. и Новикова Д.Г. показали, что такой подход к решению задачи интенсификации охлаждения сжимаемого газа в ряде случаев оказывается чрезвычайно эффективным; снижение температуры нагнетаемого газа в такой ступени по сравнению со ступенью, имеющей гладкие поверхности рабочей камеры, составляет несколько десятков градусов. При этом необходимо решить вопрос о целесообразности

реализации той или иной степени интенсификации внешнего охлаждения ступени в зависимости от конструктивных и режимных параметров.

Интенсификация охлаждения сжимаемого газа непосредственно в рабочей камере ступени ПК оказывает значительное влияние на эффективность рабочего цикла, на условия функционирования и массогабаритные параметры теплообменного оборудования ДСМ и позволяет решить вышеперечисленные проблемы, в том числе и наиболее значимую проблему по увеличению производительности исполнительных механизмов ДСМ за счёт увеличения давления в ступенях компрессорной установки. К тому же увеличение давления в ступенях позволит сократить их количество, что естественно позволит уменьшить стоимость оборудования, повысить его надёжность и улучшить эксплуатацию ДСМ.

Необходимо отметить, что для ступеней ПК с гладкими внутренними поверхностями рабочей камеры не удаётся на сколько-нибудь существенно снизить температуру нагнетаемого воздуха (за исключением метода впрыска жидкости). По этой причине исследователи в настоящее практически не занимаются данной проблемой.

Проблемами совершенствования пневматических устройств и компрессорного оборудования ДСМ и горных машин занимались такие учёные как Матгис А.Р, Абраменков Э.А., Смоляницкий Б.Н., Абраменков Д.Э. и др.

Таким образом, актуальность данной работы состоит в решении проблем, возникающих при эксплуатации КО ДСМ за счёт интенсификации охлаждения сжимаемого газа в ступенях компрессорной установки.

Связь темы диссертационного исследования с общенаучными, государственными программами: работа выполнена соответствии с аналитической целевой ведомственной программой "Развитие научного потенциала высшей школы" (2006-2008 гг.) Федерального агенства по образованию, а также госбюджетной фундаментальной НИР 1.11.07 "Разработка методов экспериментального исследования теплового и газодинамического взаимодействия газового потока с микрооребрёнными и перфорированными объектами" и госбюджетной НИР "Поисковые исследования путей создания комбинированного двигателя нового типа на основе использования роторно-поршневого газогенератора т газотурбинной расширительной машины" (государственный контракт №1551 от 24.03.2008 г. на основании постановления Правительства РФ № 771-35 от 10.11.2007 г.).

Цель и задачи исследования. Целью данной работы является повышение эффективности компрессорного оборудования дорожно-строительных машин.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Разработана уточнённая математическая модель рабочих процессов бессмазочной ступени ПК с учётом нестационарных процессов теплопередачи, в том числе и при наличии микрооребрения на внутренних поверхностях рабочей камеры.

2. Разработаны экспериментальные стенды и проведены экспериментальные исследования с целью проверки на адекватность разработанной математической модели.

3. Проведён параметрический анализ рабочих процессов ступени ПК без смазки проточной части с использованием уточнённой математической модели.

4. Разработаны рекомендации по повышению эффективности работы КО и исполнительных механизмов ДСМ с бессмазочными ступенями ПК, имеющими микрооребрённые внутренние поверхности рабочей камеры.

Объект исследования: бессмазочная ступень поршневого компрессора ДСМ.

Предмет исследования: взаимосвязь интенсивности охлаждения сжимаемого газа в ступени ПК ДСМ с энергозатратами и энергетическими характеристиками всей установки в целом.

Методика исследования носит комплексный характер, то есть включает теоретические и экспериментальные исследования. Задачей теоретических исследований являлась разработка уточнённой математической модели рабочих процессов бессмазочной ступени ПК и проведение параметрического анализа с целью определения параметров системы охлаждения компрессорной установки для повышения эффективности работы ДСМ. Задачей экспериментальных исследований являлось проведение проверки на адекватность разработанной математической модели.

Научная новизна заключается в следующем:

- разработана уточнённая математическая модель рабочих процессов бессмазочной ступени ПК с учётом нестационарных процессов теплопередачи через стенки её рабочей камеры, в том числе и при наличии микрооребрения на её поверхностях;

- впервые получены результаты параметрического анализа режимов работы бессмазочной ступени ПК с внутренним микрооребрением при различной интенсивности внешнего охлаждения ступени, в результате которого проведена оценка влияния интенсивности внешнего охлаждения, конструктивных и режимных параметров ступени на её рабочий процесс и температуру нагнетаемого газа при симметричном и несимметричном температурном поле, а также при наличии микрооребрения и без него;

- впервые определён характер распределения температур в стенках рабочей камеры и её циклического изменения при различных конструктивных и режимных факторах, а также для различных конструкционных материалов при наличии микрооребрения на внутренних поверхностях рабочей камеры;

- впервые проведена оценка рекомендуемого диапазона изменения условного коэффициента теплоотдачи на внешних поверхностях стенок бессмазочной ступени ПК с микрооребрением внутренних поверхностей рабочей камеры для рассматриваемых режимов работы ступени.

Практическая ценность состоит в следующем:

- на основе уточнённой математической модели разработана программа, реализованная на языке программирования в среде Turbo Pascal, позволяющая производить расчёты рабочих процессов ПК без смазки с учетом нестационарных процессов теплопередачи через стенки рабочей камеры при наличии микрооребрения и без него, позволяющая проводить анализ эффективности применения внешнего охлаждения ступени;

- разработаны рекомендации по организации внешнего охлаждения бессмазочной ступени ПК, в том числе при наличии внутреннего микрооребрения;

- проведена оценка возможного снижения массогабаритных параметров теплообменного оборудования компрессоров и снижения энергозатрат приводного двигателя компрессорной установки ДСМ;

- предложена и запатентована новая конструкция поршневого компрессора для ДСМ с оребрением цилиндрической части рабочей камеры;

- полученные результаты приняты к практическому применению в Москаленском ДЭУ, ФГУП ПО "Полёт", ОАО "Сатурн".

Достоверность полученных в работе результатов подтверждается:

- использованием в математической модели фундаментальных законов физики, обоснованным выбором расчётной схемы;

применением современных измерительных приборов и оборудования, компьютерной техники при проведении экспериментальных исследований;

удовлетворительным совпадением результатов расчёта с экспериментальными данными. Погрешность экспериментальных данных не более 5 %.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на семинарах кафедры "Компрессорные и холодильные машины и установки" ГОУ ВПО Омский государственный технический университет, на XVI международной научно-технической конференции по компрессорной технике (Казань 2007), на VIII Международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин" (Омск 2007), на научно-технических семинарах факультета «Транспортные и технологические машины» СибАДИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах, входящих в рекомендуемый список ВАК.

Объём работы. Работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, и списка литературы. Диссертация содержит 123 страницы текста, 115 рисунков, 7 таблиц. Список литературы включает 137 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность, научная и практическая значимость работы, изложено краткое содержание всех глав, сформулированы цель и задачи диссертационного исследования.

В первой главе рассмотрены методы расчёта процессов теплообмена, проведён анализ работ, посвященных вопросам охлаждения ступеней ПК таких авторов как Пластинин П.И., Твалчрелидзе А.К., Хрусталёв Б.С., Прилуцкий И. К., Фотин Б. С., Воропай П.И., Иванов В.А., Максимук Б.Я., Науменко А.И., Остроухова Н.И., Сидоренко А.Ф., Федоренко C.B., Кабаков, А.Н., Болштянский А.П., проведён анализ эффективности существующих методов охлаждения сжимаемого газа, конструктивных решений и их реализации. Рассмотрены методики экспериментального исследования процессов теплообмена и теплопередачи в рабочей камере ПК, температурных полей деталей, формирующих рабочую камеру, средства измерения мгновенных параметров состояния сжимаемого газа в рабочей камере.

Во второй главе представлена разработанная уточнённая математическая модель рабочих процессов бессмазочной ступени ПК.

В основу математической модели ступени ПК положены следующие основные уравнения: уравнение первого закона термодинамики для тела переменной массы; уравнение состояния; уравнение сохранения массы; уравнение внутренней энергии газа.

При разработке математической модели рабочих процессов ПК был принят ряд допущений, позволяющих адекватно описывать процессы, происходящие в камере ПК, не загромождая при этом расчёты второстепенными факторами: допущение о сосредоточенности параметров сжимаемого газа; не учитывается теплота трения поршневых колец подводимая к цилиндру; учитывается только конвективный теплообмен; процессы в рабочей камере и процесс теплопередачи рассматриваются как квазистационарные; предполагается равенство коэффициента теплоотдачи на всех внутренних поверхностях рабочей камеры.

Расчётная схема математической модели представлена на рис. 1. Расчёт процесса теплопередачи через стенки рабочей камеры основан на

Рис. 1. - Обобщённая расчётная схема ступени ПК с учётом теплопередачи через стенки

рабочей камеры

использовании метода элементарного баланса (метод конечных разностей). Система основных уравнений, используемых в модели, приведена ниже.

Для расчёта мгновенных параметров состояния газа используются уравнение первого закона термодинамики для тела переменной массы, уравнение внутренней энергии газа, уравнение сохранения массы и уравнение состояния (1-4).

О/щ=(1А.-(10.±ап,-1Гл, (1)

где <Ш„ - изменение внутренней энергии газа на п - ом временном слое, Дж; <1<3Л - количество теплоты, отведённое от газа или подведённое к нему за время с1т, Дж;

сЗА„ - работа совершённая над газом или самим газом, Дж; <1т„ - элементарное изменение массы газа в рабочей камере, кг; 1Гп - энтальпия входящего или выходящего газа, Дж/кг.

и

Тг,=~Г(2)

п ГУ

где Тг,„ - температура газа, К; тп — масса сжимаемого газа, кг;

Ср,у - теплоёмкость газа при постоянном объёме, Дж/К-кг; и„ — внутренняя энергия сжимаемого газа, Дж;

т„ ~т„-\ (3)

где тп_! - масса газа на предыдущем временном слое, Дж.

Рг,= у Г- • (4)

л

где И - газовая постоянная, Дж/К-кг;

Уп - объём газа на п - м временном слое, м3.

(5)

Для расчёта процессов теплопередачи, детали, формирующие рабочую камеру разбиваются на элементарные тела (см. рис. 2), в пределах которых распределение температуры можно считать линейным. Расчёт теплового потока на внутренних поверхностях рабочей камеры выполнялся с учётом граничных условий 3-го рода:

<«&= а,•(!>., -Тстг)-Р-<1т, (6) где ау - условный коэффициент теплоотдачи, Вт/м -К;

ау=агл-кр, (7)

где ага - осредненный по гладкой поверхности коэффициент теплоотдачи, Вт/м2-К;

(Тг,„ -ТСТ1П) - разность температуры газа и стенки, К; Б - площадь теплообмена, м2; кр - коэффициент оребрения; с!т - промежуток времени, с.

Коэффициент теплоотдачи на гладких внутренних поверхностях рабочей камеры рассчитывался по формуле И.К. Прилуцкого и Б.С. Фотина:

аа = А-(*еяГ+В, (8) где А, В, х - эмпирические коэффициенты, выбираемые по известным рекомендациям;

Ле „ - число Рейнольдса на п - м временном слое;

Кел=£л^.(^.й,л)) (9)

где Оэ,„ - эквивалентный диаметр цилиндра, м;

цг,п - коэффициент динамической вязкости газа, Н-с/м2;

соп - переменная во времени угловая скорость вихря, зависящая от угловой

скорости вращения коленчатого вала, м/с;

рг,л - плотность всасываемого или нагнетаемого газа, определяемая из уравнения состояния на п - м временном слое, кг/м3.

Величина ТСТ1„ определяется для каждого момента времени п для ¡-го участка поверхности стенки рабочей камеры с учётом нестационарного процесса теплопередачи через стенку к внешней среде.

\

(106 I й04

Рис. 2. - Расчётный элемент с подводимыми и отводимыми потоками тепла

При расчёте процессов теплопередачи через стенки рабочей камеры для каждого элементарного тела (см. рис. 2) составлялось уравнение теплового баланса:

«щ+^-^-^й-^-^а (Ю)

где тепловые потоки (1(31... с!(26 рассчитываются по формуле (6) или (11):

01)

где Бз - поперечная площадь элемента

X,- коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/м-К;

Ь - размер элементарного тела, м.

Величина тепла, аккумулируемого в самом элементе определяется по соотношению:

¿а -ТиКп)-с1т, (12)

где Ср - теплоёмкость материала элемента, Дж/К-кг; р - плотность материала элемента, кг/м3.

Для сходимости данного метода необходимо, чтобы выполнялось условие:

drJt^lE (13) 2-Я v '

При выполнении условия (13) погрешность данного метода не превышает 45%.

Массовые потоки через клапаны определялись по формуле: dm„=a- £Р„ ■f„-^2-pr„-hPn-dT, (14)

где а - коэффициент расхода; рд - коэффициент давления;

ДР„ - разность давлений газа на клапане на п - м временном слое, Па; еРя - коэффициент расширения газа.

/„ - суммарная площадь проходного сечения клапанов на п - м временном слое, м2;

(15)

где de - диаметр седла, м;

hn - высота подъёма запорного органа, м, определяемая из уравнения динамики клапана.

= K + + (16)

m™ - масса запорного элемента клапана, кг;

Fr,„ - суммарная сила, действующая на пластину со стороны газа, Н; Fnp,n - сила упругости пружины, Н; G - вес запорного элемента клапана, H F,pin - сила трения газа, Н.

Расчёт рабочих процессов ПК производился в программе Turbo Pascal, которая позволяет исследовать рабочие процессы бессмазочной ступени ПК, определить мгновенные параметры состояния сжимаемого газа, поле температур деталей, формирующих рабочую камеру, интегральные характеристики ступени (среднюю температуру нагнетаемого газа, количество отведённого тепла, индикаторную мощность и др.)

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям теплопередачи через стенки рабочей камеры, имеющих внутреннее микрооребрение, а также исследованиям рабочих процессов ступени ПК без смазки проточной части при наличии внутреннего микрооребрения.

Целью первого эксперимента являлась проверка на адекватность разработанной математической модели при расчёте нестационарных процессов теплопередачи. Разработанная экспериментальная установка представляет собой имитацию ступени ПК, работающего без смазки, в которой один и тот же рабочий газ, в данном случае - воздух, подвергается попеременному сжатию и расширению. Проще говоря, рабочая камера представляет собой замкнутый объём, в котором отсутствуют клапаны. Общий вид установки показан на рис. За. Характеристики данной установки: Du=0,1m; S=0,011 m; п=7,41 с"1. На данной установке были получены зависимости мгновенной температуры и давления сжимаемого газа в

рабочей камере от времени, а также температурные поля стенок рабочей камеры, как при наличии внутреннего микрооребрения, так и при гладких поверхностях (рис. 4, 5). Разница между экспериментальными данными и результатами, полученными при теоретических расчётах с использованием разработанной математической модели, составляет менее 5%, что позволяет сделать вывод об адекватности, разработанной математической модели в плане описания процессов теплопередачи. Во втором эксперименте была осуществлена проверка на адекватность разработанной математической модели

Рис. 4. - Изменение температуры в камере при относительном мёртвом объёме ат = 0,07 с водяным охлаждением

1 - для гладкой внутренней поверхности рабочей камеры; 2 - для оребрённой внутренней поверхности рабочей камеры с коэффициентом оребрения Кр= 4,1

_ - теоретическая кривая

___- экспериментальная кривая

применительно к расчёту рабочих процессов бессмазочной ступени ПК с микрооребрением и без него. Были сопоставлены индикаторные диаграммы и средние температуры нагнетания, полученные в бессмазочной ступени ПК и при теоретических расчётах данной ступени с использованием разработанной математической модели. Экспериментальный стенд представляет ступень ПК без смазки. Характеристики стенда следующие: Вц=0,025м; 8=0,011 м; п,=34,9 с"1, п2=23 с"1, п3=15 с'1.

Рис. 5. - Изменение температуры по толщине сменного диска в центральной части при относительном мёртвом объёме ат = 0,07 в цилиндре с водяным охлаждением 1 - без оребрения; 2 - при коэффициенте оребрения внутренней поверхности сменного диска Кр= 4,1

_ - теоретическая кривая

___- экспериментальная кривая

В проведённых экспериментах оребрялась лишь плоская верхняя часть рабочей камеры. В конструкциях с подвесным поршнем или с газостатическим подвесом поршня возможно оребрение цилиндрической поверхности рабочей камеры. В связи с этим была разработана и запатентована конструкция ПК с внутренним оребрением цилиндрической части рабочей камеры. В разработанной конструкции за счёт комбинации колец с различными внутренними и наружными диаметрами, стянутыми между собой, конструктивно образуется внутреннее и внешнее оребрение необходимой интенсивности.

В четвёртой главе представлены результаты параметрического анализа, проведённого с использованием разработанной математической модели. На рис. 6 приведены средние температуры нагнетаемого воздуха для различных диаметров цилиндра при изменении внешнего условного коэффициента теплоотдачи. Данные результаты показывают, что при

Рис. б. - Зависимость средней температуры нагнетания для различных диаметров цилиндров от внешнего условного коэффициента теплоотдачи Рвс=3'105 Па, Рн=9 103 Па 1 - температура нагнетания для Бц=0,04 м; 2 - температура нагнетания для 0ц=0,08 м; 3 -температура нагнетания для 0ц=0,2 м; 4 - температура нагнетания для Вц=0,36 м.

использовании внутреннего микрооребрения происходит снижение температуры нагнетаемого газа. Особенно сильное охлаждение нагнетаемого газа наблюдается для ступеней с диаметром цилиндра до 0,1 м. Из представленных графиков видно, что при определённом режиме работы ступени ГЖ существует диапазон значений внешнего условного коэффициента теплоотдачи при котором снижение температуры нагнетаемого воздуха с увеличением ау происходит наиболее быстро. При дальнейшем же увеличении внешнего условного коэффициента теплоотдачи понижение температуры нагнетаемого воздуха происходит весьма медленно и применение такого режима охлаждения экономически просто не выгодно (т. к. в этом случае затраты на организацию внешнего охлаждения превысят эффект от применения внутреннего микрооребрения). Надо также отметить, что для диаметров цилиндров более 0,1м в некоторых случаях применение микрооребрения может привести даже к ухудшению температурного режима, это обусловлено сильным подогревом газа в процессе всасывания.

На рис.7,8 представлены зависимость относительного кпд компрессорной установки и относительной массы теплообменного оборудования от величины внешнего условного коэффициента теплоотдачи для микрооребрённой рабочей камеры и различных внешних условий. Относительный кпд представляет собой отношение кпд установки при текущем значении Оу к кпд при ау=0. Графики показывают эффективность внешнего охлаждения при использовании микрооребрения рабочей камеры. Что не наблюдается для гладкостенных рабочих камер. Этот же факт касается и коэффициента массовых характеристик теплообменного оборудования. Необходимо отметить, что для ступеней, имеющих гладкие внутренние поверхности рабочей камеры, снижение массогабаритных характеристик теплообменного оборудования с увеличением ау происходит всего лишь на 0,2-0,3%,а увеличение КПД составляет лишь 0,01-0,05%.

Рис.7. - Зависимость относительного кпд компрессорной установки от величины внешнего условного коэффициента теплоотдачи

тфс-шк

о 1-ю' 210' 310 410* й^,Вт/(и'ю

Рис. 8. - Зависимость коэффициента снижения массовых характеристик теплообменного оборудования от величины внешнего условного коэффициента теплоотдачи = MmaH4¡6v {cty)l Мта,,ябор («, = 0))

- для ступеней с микрооребрением ■ для ступеней без микрооребрения

Рис. 9 - Зависимость температуры нагнетаемого воздуха от степени повышения давления в ступени ПК для различной температуры всасывания

Интенсификация внешнего охлаждения ступеней КО ДСМ с микрооребрёнными рабочими камерами позволяет обеспечить снижение расхода топлива приводного двигателя до 8%.

Совершенствование системы охлаждения позволяет существенно повысить давление в одной ступени (рис.9), что обеспечивает повышение производительности исполнительных механизмов. Так, например, при увеличении рабочего давления отбойного молотка с 0,6 МПа до 1,2 МПа его мощность, а следовательно и производительность, повышается приблизительно на 40-50%. К тому же увеличение давления в одной ступени позволит сократить их количество в установке, что снизит стоимость и повысит надёжность ДСМ в целом.

Выводы и результаты. Основные научные и практические результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Применительно к дорожно-строительным машинам уменьшение массы и габаритных размеров теплообменного оборудования для бессмазочных ступеней ПК с микрооребрением достигает 30 %, снижение расхода топлива приводного двигателя составляет до 8 %, увеличение КПД компрессорных установок достигает 10%.

2. Совершенствование систем охлаждения компрессорного оборудования дорожно-строительных машин позволяет увеличить давление в ступени компрессора и за счёт этого повысить производительность некоторых исполнительных механизмов на 40 - 50 %.

3. Разработана уточнённая математическая модель рабочих процессов ступени ПК без смазки с учётом нестационарных процессов теплопередачи через стенки рабочей камеры при наличии микрооребрения на её внутренних поверхностях.

4. Проведена проверка на адекватность разработанной математической модели с помощью разработанных экспериментальных стендов. Определена погрешность проведения экспериментальных исследований - 4,1%. Разница экспериментальных и теоретических данных, полученных при математическом моделировании, не превышает 5,8% при определении мгновенной температуры газа в рабочей камере, при определении давления 1,72% и при определении температуры стенок рабочей камеры разница не превышает 0,63%.

5. Разработана и запатентована конструкция ПК без смазки, в которой за счёт конструктивного исполнения появилась возможность получить внутреннее оребренке рабочей камеры требуемой интенсивности и на различных участках её цилиндрической поверхности.

6. Проведён параметрический анализ рабочих процессов бессмазочной ступени ПК с внутренним микрооребрением при помощи разработанной математической модели с целью определения рациональных параметров охлаждения ступени.

7. Проведена оценка работы бессмазочной ступени ПК и его системы охлаждения для различных внешних условий.

8. Разработаны рекомендации по интенсификации теплопередачи в бессмазочных ступенях ПК с учётом рассмотренных режимов работы:

рекомендуемый режим охлаждения, определяемый условным коэффициентом теплоотдачи на внешней поверхности рабочей камеры, находится в- пределах ау=5 000-7000 Вт/м2-К применительно к рассмотренным режимным и конструктивным параметрам воздушной бессмазочной ступени;

- для микрооребрённых ПК максимальное снижение температуры нагнетания достигается при частотах вращения коленчатого вала до 1000 об/мин, однако и при более высоких частотах можно получить выигрыш (по сравнению с гладкостенной ступенью ПК) по температуре нагнетаемого газа до 10-15 °С;

- толщину стенки цилиндрической части необходимо определять из условия минимума коэффициента теплопередачи от сжимаемого газа к внешней охлаждающей среде, зависящего от материала стенки и коэффициентов теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях, а также учитывать температурные колебания стенок для уточнения прочностного расчёта. Основные публикации по теме диссертации:

1. Юша В.Л., Корнеев C.B., Бусаров С.С., Новиков Д.Г. Системы охлаждения компрессорного оборудования дорожно-строительных машин и автотракторной техники для эксплуатации в условиях Сибири и Крайнего Севера // Вестник СибАДИ.-2008.-Вып.7 - С.80-83. - Рус.

2. Юша B.JL, Бусаров С.С., Криницкий В.И. Исследование процессов теплопередачи в ступени поршневого компрессора при несимметричном температурном поле // Известия Вузов. Горный журнал. 2007. №6. С.59-66.

3. Пластинин П.И., Юша B.JL, Бусаров С.С. Анализ нестационарных температурных полей в стенках цилиндра компрессорной ступени // Омский научный вестник. 2006. №5. Вып.39 - С.96-101.

4. Юша B.JL, Бусаров С.С., Новиков Д.Г. Влияние микрооребрения на мгновенный коэффициент теплоотдачи в рабочей камере бессмазочного поршневого компрессора // Химическое и нефтегазовое машиностроение -2007.-№11-С.19-21.

5. Пат. 2307953 МПК7 F04 В 39/06. Поршневой компрессор. / Юша B.JI., Бусаров С.С. (Россия). - Заявлено 30.12.2005; опубл. 10.10.2007, Бюл. №28, приоритет 30.12.2005. - 6 е.: ил.

6. Юша В.Л., Бусаров С.С. Интенсификация внешнего охлаждения бессмазочных компрессоров // Холодильная техника. 2006. №2.С.24-28.

7. Юша В.Л., Бусаров С.С., Новиков Д.Г., Сухов Е.В. Интенсификация охлаждения бессмазочных ступеней объёмных компрессоров // XIV междунар. науч.-технич. конф. по компрессорной технике: Тез. докл. -Казань, 2007.-С.144-150.

8. Юша В.Л., Бусаров С.С. Анализ нестационарных температурных полей в стенках цилиндра компрессорной ступени // Динамика систем, механизмов и машин: Матер. VI междунар. науч.-технич. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. - Кн. 1 .С.87-90.

Подписано в печать 29.10.08. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Оперативный способ печати. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 110 экз. Заказ № 402.

Отпечатано в «Полиграфическом центре КАН» тел. (3812) 65-23-73. 644050, г. Омск, пр. Мира, 11А Лицензия ПЛД № 58-47 от 21.04.97

Оглавление.

Введение.

1 Обзор теоретических и экспериментальных методов исследования процессов теплообмена в поршневых компрессорах.

1.1 Анализ способов охлаждения.

1.2 Анализ теоретических методов расчёта теплообмена и теплопередачи.

1.3 Анализ экспериментальных методов исследования теплообмена

2 Математическая модель рабочего процесса бессмазочной ступени ПК с внутренним микрооребрением.

2.1 Расчётная схема и основные допущения.

2.2 Основные расчётные уравнения.

2.3 Методика расчёта теплопередачи и особенность реализации математической модели.

2.4 Система расчётных уравнений.

2.5 Особенности реализации модели для несимметричной схемы ГЖ.

2.6 Реализация математической модели.

3 Экспериментальные исследования.

3.1 Постановка задачи.

3.2 Тарировка термопар.

3.3 Тарировка датчика давления.

3.4 Тарировка датчика измерения температуры газа в рабочей камере

3.5 Расчёт коэффициента теплоотдачи на внешней поверхности.

3.6 Определение погрешности измерения внутреннего коэффициента теплоотдачи

3.7 Определение общей погрешности методики.

3.8 Описание методики проведения эксперимента.

3.9 Экспериментальные исследования рабочего процесса одноступенчатого ПК.

Сжатый воздух находит широкое применение в различных типах дорожно-строительных машин (ДСМ) и предназначен главным образом для привода энергоустановок, различных вспомогательных пневматических систем и исполнительным механизмов. В настоящее время наибольшее распространение в таких машинах нашли винтовые маслозаполненные и поршневые компрессоры (ПК) со смазкой цилиндрической части рабочей камеры давлением нагнетаемого воздуха до 1,5 МПа и производительностью от 5 до 50 нм /мин. Известны примеры передвижных компрессорных станций (ПКС) на базе автомобильных шасси с производительностью свыше 100 нм /мин, а также специальных воздушных и азотных автомобильных ПКС среднего и высокого давления (с давлением нагнетания до 25,0 - 30,0 МПа) [1, 98, 115].

Пневматические механизмы часто используются при строительстве и ремонте дорог, зданий и сооружений. Пневмопробойники и отбойные молотки применяются для бурения и разработки мёрзлого грунта, бетонных и асфальтовых покрытий [5, 4, 35, 59, 121]. Распылители применяются для малярных и других строительных работ. Примерами специализированных машин, использующих сжатый воздух являются: ремонтёр МТРДТ и МТРД на базе автомобиля ГАЗ-53 с поршневой компрессорной установкой (Рраб=0,5МПа, <3=0,5 м3/мин) для распыления битума и питания пневмомолотков [23, 59, 62], машины ДЭ5А и ДЭ18А на базе автомобиля ГАЗ-53 с поршневой компрессорной установкой (Рраб=0,7МПа, <3=0,5 м3/мин) для очищения поверхности ремонтируемой дороги и питания краскораспылителя для нанесения дорожной разметки, станки ударно-вращательного бурения, пневмовибраторы для уплотнения бетонных смесей, машины для уплотнения грунта, цементовозы и многие другие [36, 59]. Часто применяются прицепные компрессорные станции: АКС-8 с компрессором ВКУ -100/230 и приводным двигателем ЯМЗ-204А (Рраб=15МПа, м3/мин) для заправки в полевых условиях баллонов сжатым воздухом, ДК-9М с двухрядным поршневым компрессором (Рраб =0,8МПа, (3=10 м /мин) для питания пневмоинструмента при проведении дорожно-ремонтных работ [1, 11].

При эксплуатации современных компрессорных установок возникает ряд проблем:

1. Сложность зимнего запуска компрессорного оборудования со смазкой в условиях Сибири и Крайнего Севера.

2. Низкая безопасность работы и связанные с этим неудобства эксплуатации компрессорного оборудования (ограничение по температуре нагнетаемого газа - до 160 °С, контакт горячего газа с масляными парами и образование нагара - вызывает пожары и взрывы; необходимы частые остановки компрессорного оборудования во время работы для продувки теплообменников от смеси масла и конденсата).

3. Низкий КПД (связанный с неэффективностью системы охлаждения).

4. Несоответствие экологическим требованиям (требования на содержание масляных паров по ИСО 8573-2 - 4. . . 10 мг/м , сброс конденсата с маслом в окружающую среду).

5. Повышенные габаритные размеры теплообменников, необходимость в установке дополнительного оборудования для отделения масла.

6. Затруднение в увеличении производительности дорожных машин за счёт повышения давления в рабочей камере, в связи с ограничениями по температуре.

В настоящее время именно повышение давления в ступени компрессора является одним из перспективных направлений по увеличению производительности исполнительных механизмов ДСМ. Повышение давления наиболее актуально для силовых исполнительных механизмов ударного действия, таких как станки ударно-вращательного бурения, машины для уплотнения грунта, отбойные молотки и многое другое. Поскольку рост давления приводит к увеличению мощности единичного удара, а следовательно и к увеличению производительности ДСМ. К тому же увеличение давления в одной ступени позволит сократить количество ступеней, что снизит стоимость оборудования и повысит его надёжность.

В условиях Сибири и Крайнего Севера, учитывая режимы работы компрессорного оборудования ДСМ, наиболее перспективными являются конструкции поршневых компрессоров с бессмазочной проточной частью, позволяющие существенно повысить эксплуатационные характеристики компрессорного оборудования, так как отсутствие масла позволяет решить ряд перечисленных проблем [127, 128, 129]. Такие компрессоры получили широкое распространение в различных отраслях техники благодаря высокому качеству сжатого газа, в котором отсутствуют примеси, главным образом масло. В рассматриваемом нами случае наиболее важным преимуществом бессмазочных компрессоров является возможность применения в проточной части компрессорной ступени элементов внутреннего микрооребрения, обеспечивающая повышение эффективности внешнего воздушного охлаждения ступеней [76].

Отсутствие плёночной жидкости в рабочей камере таких компрессоров позволяет рассматривать возможность интенсификации отвода тепла от сжимаемого газа за счёт применения мнкрооребрения на её внутренних поверхностях. Результаты экспериментальных и теоретических исследований рабочих процессов ступени при наличии микрооребрения на внутренних поверхностях стенок, формирующих рабочую камеру, проведённых в работах Новикова Д.Г. и Юши В.Л., показали, что такой подход к решению задачи охлаждения сжимаемого газа в ряде случаев может оказаться чрезвычайно эффективным; снижение температуры нагнетаемого газа в такой ступени по сравнению с гладкими поверхностями рабочей камеры может составить несколько десятков градусов [124, 125]. Использование таких компрессоров на ДСМ позволит решить все обозначенные выше проблемы и повысить эффективность и надёжность работы ДСМ в целом.

Таким образом, актуальность данной работы состоит в решении проблем, возникающих при эксплуатации и проектировании компрессорного оборудования ДСМ, путём интенсификации охлаждения сжимаемого газа. Эффективность системы охлаждения во многом определяет экономичность, безопасность и надёжность работы компрессорного оборудования различных типов ДСМ.

Необходимо отметить, что проблемами совершенствования компрессорного оборудования и пневмоустановок ДСМ и горных машин занимались такие учёные как Маттис А.Р., Пластинин П.И, Прилуцкий И.К., Абраменков Э.А., Смоляницкий Б.Н., Абраменков Д.Э. и другие [75, 79, 89, 108, 113, 134, 136].

Интенсивность охлаждения сжимаемого газа непосредственно в рабочей камере ступени ПК может оказывать существенное влияние на эффективность её рабочего цикла, на температурное состояние элементов конструкции, на условия функционирования и массогабаритные параметры теплообменного оборудования компрессорной установки. Возникающая излишняя теплонапряжённость деталей, формирующих рабочую камеру влияет на безопасность использования машины, а также на герметичность рабочей камеры, что ведет к дополнительным затратам и потерям индикаторной мощности компрессора [13]. Однако полученные экспериментальные данные указывают на неэффективность внешнего охлаждения для ступеней с гладкими поверхностями рабочей камеры, практически во всех случаях. По этой причине внешним охлаждением ступеней ПК исследователи до настоящего времени практически не занимались.

Учитывая данные, полученные Новиковым Д.Г. и Юшой В.Л., вопрос о целесообразности реализации той или иной степени интенсификации внешнего охлаждения для бессмазочных ступеней ПК с внутренним микрооребрением становится весьма актуальным. Учитывая современные возможности по интенсификации внешнего охлаждения необходимо решить вопрос по определению конструктивных и режимных параметров ступени с микрооребрением для интенсификации охлаждения сжимаемого газа, в конечном итоге целью которого является снижения веса и размеров теплообменного оборудования и повышение экономичности приводного двигателя.

Учитывая вышеизложенное целью данной работы является повышение эффективности компрессорного оборудования дорожно-строительных машин.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать уточнённую математическую модель рабочих процессов бессмазочной ступени ПК при наличии микрооребрения на внутренних поверхностях её рабочей камеры с учётом нестационарных процессов теплопередачи.

2. Разработать экспериментальные стенды и провести экспериментальные исследования с целью проверки на адекватность разработанной математической модели.

3. Провести параметрический анализ рабочих процессов ступени ПК без смазки при микрооребрении внутренних поверхностей рабочей камеры с использованием уточнённой математической модели.

4. Разработать рекомендации по совершенствованию систем охлаждения компрессорного оборудования ДСМ.

В первой главе рассмотрены методы расчёта процессов теплообмена, проведён анализ работ, посвящённых вопросам охлаждения ступеней ПК таких авторов как Пластинин П.И., Твалчрелидзе А.К., Хрусталёв Б.С., Прилуцкий И. К., Фотин Б. С., Воропай П.И., Иванов В.А., Максимук Б.Я., Науменко А.И., Остроухова Н.И., Сидоренко А.Ф., Федоренко C.B., проведён анализ эффективности существующих методов внешнего охлаждения ступеней ПК конструктивных решений их реализации. Рассмотрены методики экспериментального исследования процессов теплообмена и теплопередачи в рабочей камере поршневых машин, температурных полей деталей, формирующих рабочую камеру, средства измерения мгновенных параметров состояния сжимаемого газа в рабочей камере и средства измерения температурного поля деталей, формирующих рабочую камеру.

Во второй главе представлена разработанная уточненная математическая модель рабочего процесса бессмазочной ступени ПК с внутренним микрооребрением рабочей камеры с учётом теплопередачи на основе метода элементарного баланса.

Разработанная математическая модель позволяет производить расчёт рабочего процесса ступени ПК с различными конструктивными и режимными параметрами, определять мгновенные значения температур и давлений в рабочей камере, а также температурные поля деталей, формирующих рабочую камеру.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям процессов теплопередачи через стенки рабочей камеры, в том числе имеющие внутреннее оребрение, а также исследованию процессов теплопередачи на реальной ступени ПК без смазки.

Разработаны два экспериментальных стенда для проверки на адекватность разработанной уточнённой математической модели.

Первый стенд служит для проверки математической модели на адекватность применительно к процессам теплопередачи.

Второй стенд служит для проверки на адекватность математической модели применительно к рабочему процессу бессмазочной ступени ПК с внутренним микрооребрением внутренних поверхностей её рабочей камеры.

Получены экспериментальные данные по изменению температуры, давления в рабочей полости цилиндра, а также температуры деталей формирующих рабочую камеру. Экспериментальные данные показали эффективность применения бессмазочных поршневых компрессоров с внутренним микрооребрением на ДСМ.

Представлена запатентованная конструкция бессмазочного ПК с микрооребрением на внутренней поверхности цилиндрической стенки.

В четвёртой главе представлены результаты параметрического анализа бессмазочной ступени ПК проведённого с помощью разработанной и проверенной на адекватность математической модели. Определена эффективная область охлаждения, задаваемая параметром ау — условным коэффициентом теплоотдачи на внешней поверхности рабочей камеры, учитывающим коэффициент оребрения поверхности и режим течения охлаждающей жидкости. Проведён анализ режимных и конструктивных параметров при которых применение внутреннего микрооребрения наиболее эффективно, как для ступени ПК, так и для ДСМ в целом.

Научная новизна заключается в следующем:

- разработана уточнённая математическая модель рабочих процессов бессмазочной ступени ПК с учётом нестационарных процессов теплопередачи через стенки её рабочей камеры, в том числе и при наличии микрооребрения на её поверхностях;

- впервые получены результаты параметрического анализа режимов работы бессмазочной ступени ПК при различной интенсивности внешнего охлаждения ступени, в результате которого проведена оценка влияния интенсивности внешнего охлаждения, конструктивных и режимных параметров ступени на её рабочий процесс и температуру нагнетаемого газа при симметричном и несимметричном температурном поле, а также при наличии микрооребрения и без него;

- впервые определён характер распределения температур в стенках рабочей камеры и её циклического изменения при различных конструктивных и режимных факторах, а также для различных конструкционных материалов при наличии микрооребрения на внутренних поверхностях рабочей камеры;

- впервые проведена оценка рекомендуемого диапазона изменения условного коэффициента теплоотдачи на внешних поверхностях стенок бессмазочной ступени ПК с микрооребрением на внутренних поверхностях рабочей камеры для рассматриваемых режимов работы ступени.

Практическая ценность состоит в следующем:

- на основе уточнённой математической модели разработана программа, реализованная на языке программирования в среде Turbo Pascal, позволяющая производить расчёты рабочих процессов ПК без смазки с учетом нестационарных процессов теплопередачи через стенки рабочей камеры при наличии микрооребрения и без него, позволяющая проводить анализ эффективности применения внешнего охлаждения ступени;

- разработаны рекомендации по организации внешнего охлаждения бессмазочной ступени ПК, в том числе при наличии внутреннего микрооребрения;

- проведена оценка возможного снижения массогабаритныхепараметров теплообменного оборудования компрессоров и снижения энергозатрат приводного двигателя;

- предложена и запатентована новая конструкция поршневого компрессора для ДСМ с оребрением цилиндрической части рабочей камеры;

- полученные результаты использованы в Москаленском ДЭУ, ФГУП ПО "Полёт", ОАО "Сатурн".

Апробация: основные положения диссертации докладывались: на кафедре "Компрессорные и холодильные машины и установки" ГОУ ВПО Омский государственный технический университет, на XIV международной научно-технической конференции по компрессорной технике (Казань 2007), на VII Международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин" (Омск 2007), на научно-технических семинарах факультета «Транспортные и технологические машины» СибАДИ.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах, входящих в рекомендуемый список ВАК.

Основные результаты проведённых диссертационных исследований:

1. Применительно к дорожно-строительным машинам уменьшение массы и габаритных размеров теплообменного оборудования для бессмазочных ступеней ПК с микрооребрением достигает 30 %, снижение расхода топлива приводного двигателя составляет до 8 %, увеличение КПД компрессорных установок достигает 10%.

2. Совершенствование систем охлаждения компрессорного оборудования дорожно-строительных машин позволяет увеличить давление в ступени компрессора и за счёт этого повысить производительность некоторых исполнительных механизмов на 40 - 50 %.

3. Разработана уточнённая математическая модель рабочих процессов ступени ПК без смазки с учётом нестационарных процессов теплопередачи через стенки рабочей камеры при наличии микрооребрения на её внутренних поверхностях.

4. Проведена проверка на адекватность разработанной математической модели с помощью разработанных экспериментальных стендов. Определена погрешность проведения экспериментальных исследований - 4,1%. Разница экспериментальных и теоретических данных, полученных при математическом моделировании, не превышает 5,8% при определении мгновенной температуры газа в рабочей камере, при определении давления 1,72% и при определении температуры стенок рабочей камеры разница не превышает 0,63%.

5. Разработана и запатентована конструкция ПК без смазки, в которой за счёт конструктивного исполнения появилась возможность получить внутреннее оребрение рабочей камеры требуемой интенсивности и на различных участках её цилиндрической поверхности.

6. Проведён параметрический анализ рабочих процессов бессмазочной ступени ПК с внутренним микрооребрением при помощи разработанной математической модели с целью определения рациональных параметров охлаждения ступени.

7. Проведена оценка работы бессмазочной ступени ПК и его системы охлаждения для различных внешних условий.

8. Разработаны рекомендации по интенсификации теплопередачи в бессмазочных ступенях ПК с учётом рассмотренных режимов работы:

- рекомендуемый режим охлаждения, определяемый условным коэффициентом теплоотдачи на внешней поверхности рабочей камеры, находится в пределах ау=5000-7000 Вт/м 'К применительно к рассмотренным режимным и конструктивным параметрам воздушной бессмазочной ступени;

- для микрооребрённых ПК максимальное снижение температуры нагнетания достигается при частотах вращения коленчатого вала до 1000 об/мин, однако и при более высоких частотах можно получить выигрыш (по сравнению с гладкостенной ступенью ПК) по температуре нагнетаемого газа до 10-15 °С;

- толщину стенки цилиндрической части необходимо определять из условия минимума коэффициента теплопередачи от сжимаемого газа к внешней охлаждающей среде, зависящего от материала стенки и коэффициентов теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях, а также учитывать температурные колебания стенок для уточнения прочностного расчёта.

Заключение

В настоящей диссертационной работе проведено комплексное (теоретическое и экспериментальное) исследование рабочих процессов в ступени ПК без смазки с учётом теплопередачи, в том числе при наличии внутреннего микрооребрения с целью совершенствование систем охлаждения компрессорного оборудования дорожно-строительных машин.

1. Агурин, А.П Передвижные компрессорные станции / А.П. Агурин. -Учеб. для сред. проф.-техн. училищ. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984.- 152 с.

2. Амосов, А. А. Вычислительные методы для инженеров: учеб. пособие / А. А. Амосов, Ю. А. Дубинский, Н. В. Копченова. -2-е изд., доп. М.: МЭИ, 2003. - 596 с.

3. Андрюшенко, А.И. Основы технической термодинамики реальных процессов / А.И. Андрюшенко. М.: Высш. шк., 1975. - 264 с.

4. Атаев, С.С. Специализированный технологический транспорт в строительстве / С.С. Атаев, Б.Ф. Кулик. Минск: Наука и техника, 1971. - 223 с.

5. Баловнев, В.И. Машины для восстановления и ремонта асфальтобетонных покрытий / В.И. Баловнев, Б.А. Лифшиц. / Моск. автод. дор. ин-т. - М.: МАДИ, 1986. - 88 с.

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

7. Беляев, Н. М. Методы нестационарной теплопроводности / Н. М. Беляев, А. А. Рядно М.: Высш. шк., 1978. - 328 с.

8. Беляев, Н. М. Основы теплопередачи: учеб. / Н. М. Беляев. — Киев: Высш. шк. Голов, изд. 1989. - 343 с.

9. Берман, Я.А. О влиянии испарительного охлаждения газа на изотермный к.п.д. компрессора / Я.А. Берман, В.Г. Булыгин, А.П. Рафалович // Труды ВНИИкомпресормаш. Сумы, 1977. - С, 69-75.

10. Берман, Я. А. Системы охлаждения компрессорных установок / Я. А. Берман. — JL: Машиностроение. Ленингр. отд — ние, 1984. 288 с.

11. Болысов И.Ф. Учебное пособие шофёра-механика компрессорных установок / И.Ф. Болысов, O.E. Замотин. -М: ДОСААФ, 1966. 141 с.

12. Борздыка, A. M. Релаксация напряжений в металлах и сплавах / А. М. Борздыка, Л. Б. Гецов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1978. -256 с.

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

14. Бриндли, К. Измерительные преобразователи: справ, пособие: пер. с англ. / К. Бриндли. — М.: Энергоатомиздат, 1991. 144 с.

15. Бэр, Г. Д. Техническая термодинамика / Г. Д. Бэр. М., 1977. — 518 с.

16. Варгафтих, Н.Б. Справочник по теплопроводности жидкости и газа / Н.Б. Варгафтих. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.

17. Воронков, С.С. Математическая модель высокооборотного поршневогодвухступенчатого компрессора / С.С. Воронков, И.К. Прилуцкий, Б.С. Фотин // Расчет и экспериментальные исследования холодильных и компрессорных машин. М., 1982. - С.43-53.

18. Воропай, П.И. Эффективный способ охлаждения воздуха в поршневых компрессорах / П.И. Воропай // Промышленная энергетика. — 1963. №12. - С.24-29.

19. Воропай, П.И. Повышение надёжности и экономичности поршневых компрессоров / П. И Воропай., А. А.Шленов М.: Недра, 1980. - 359 с.

20. Геращенко, O.A. Температурные измерения: справ. / O.A. Геращенко,

21. A.Н. Гордов. Киев: Наукова думка, 1984. - 493 с.

22. Горбунов, С. К. Разностные схемы: введение в теорию / С. К. Горбунов,

23. B. С. Рябенький. -М.: Наука, 1973.-400 с.

24. Гордов, А.Н. Основы температурных измерений / А.Н. Гордов, О.М. Жагулло, А.Г. Иванова. — М.: Энергоатомиздат, 1992. — 304 с.

25. Горные машины и комплексы / В.Г. Яцких и др. М.: Недра, 1974. - 416 с.

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

27. Гринблат, В. JI. Поршневые компрессоры с газостатическим подвесом поршня (ГСПП): учеб. пособие / В. JI. Гринблат. Омск, 1984. — 32 с.

28. Дейч, М.Е. Техническая газодинамика / М.Е. Дейч. М.: Энергия, 1974. -400 с.

29. Дмитриевский, А.В Снижение расхода топлива на автомобильном транспорте / A.B. Дмитриевский, A.C. Тюфяков. М.: Знание, 1984. - 64 с.

30. Дмитриенко, В.П. Пути снижения расхода топлива и токсичности автомобильных двигателей / В.П. Дмитриенко, Г.М. Савельев. М.: Знание, 1981.-92 с.

31. Дорфман, А. Ш. Теплообмен при обтекании неизотермических тел / А. Ш. Дорфман. -М.: Машиностроение, 1982. 192 с.

32. Жлыков, Г.П. Аппаратурное определение погрешностей цифровых приборов / Г.П. Жлыков. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 128 с.

33. Жускаускас, А. А. Теплопередача поперечно обтекаемых пучков труб / А. А. Жускаускас. Вильнюс: Макалас, 1986. - 209 с.

34. Зайдель, А.Н. Погрешности измерения физических величин / А.Н. Зайдель. Л.: Наука, 1985. — 112 с.

35. Зайдель, А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. / А.Н. Зайдель. -Л.: Наука, 1968.-96 с.

36. Зарубин, В. С. Прикладные задачи термопрочности элементов конструкций / В. С. Зарубин. — М.: Машиностроение, 1985. — 296 с.

37. Засов, И.А. Машины для ремонта и уборки городских дорог: Справ./

38. И.А. Засов, Г.Д. Романюк, М.Г. Бутовченко. М.: Стройиздат, 1989. - 176 с.

39. Затван, P.A. Спецавтотранспорт с грузоподъёмными устройствами в строительстве / P.A. Затван, М.И. Окушевич, В.Ф. Трофименко. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1983. 152 с.

40. Захаренко, С.Е. К вопросу о протечках газа через щели / С.Е. Захаренко // Тр. ЛПИ. 1953. - №2. - С. 26-27.

41. Захаренко, С.Е. Экспериментальное исследование протечек газа через щели / С.Е, Захаренко // Тр. Ленингр. политехи, ин та. - 1953. - №2 - С. 161-170.

42. Захребетков, Ю. А. Термодинамический процесс при переменном количестве рабочего тела / Ю. А. Захребетков // Теплоэнергетика. 1970. - №8. - С. 70-72.

43. Здалинский, В.Б. Статическая оценка влияния клапанов на показатели эффективности поршневого компрессора / В.Б. Здалинский, И.Б. Пирумов, Б.С. Хрусталев // Компрессорная техника и пневматика. 1994. -Вып.З. С.56-57.

44. Иванов, В.А. Исследование теплообмена в поршневых компрессорах: дис. . канд. техн. наук / В.А. Иванов. ОмПИ., 1974. - 140 с.

45. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. / И.Е. Идельчик-М.: Машиностроение, 1975. 383 с.

46. Измерение температур в технике: справ. Пособие / под общ. ред. Ф. Линевича.-М.: Металлургия, 1980.-554 с.

47. Исаченко, В.П. Теплопередача: учеб. для вузов. / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, A.C. Сукомел. — 4 — е изд., перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 1981.-416с.

48. Исследование рабочих процессов и отдельных узлов форсированного компрессора: отчет о НИР/ ЛПИ им. Калинина; рук. Б.С. Фотин.- Инв. № 5729450.-Л., 1978.-225с.

49. К вопросу о влиянии охлаждения ступени компрессора объемного действия на его конструктивные и эксплуатационные характеристики / В.Л. Юша. и др. / ОмГТУ. Омск, 2001. - С. 10.

50. Кабаков, А.Н. Рабочие процессы винтовых компрессоров с газожидкостным рабочим телом: учеб. пособие / А.Н. Кабаков, В.Л. Юша. Омск: ОмПИ, 1988. - 80 с.

51. Кавтарадзе, Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях: учеб. пособие для ВУЗов / Р.З. Кавтарадзе. М.: МГТУ им Н.Э. Баумана, 2001.592 с.

52. Карташов, Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твёрдых тел / Э. М. Карташов. М.: Высш. шк., 2001. - 549 с.

53. Кассандрова, О.Н. Обработка результатов наблюдений / О.Н. Кассандрова, В.В. Лебедев М.: Наука, 1970. - 104 с.

54. Крохин, С.Н. Измерения и погрешности: методич. указ. к лабор. работам по физике для студентов 1-3 курсов оч. и заоч. обучения. / С.Н. Крохин. -Омск: ОмГАПС, 1995.-31 с.

55. Ковляченко, Н. Н. Термодинамические соотношения с учетом влияния перетечек газа на индикаторные диаграммы компрессора / Н. Н. Ковляченко //Изв. вузов. Горный журнал. — 1969. № 11. - С. 109-112.

56. Коздоба, Л. А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности / Л. А. Коздоба -М: Наука, 1975.-228 с.

57. Маквецов, Е. Н. Модели из кубиков / Е. Н. Маквецов. М.: Сов. радио, 1977.- 192 с.

58. Максимук, Б.Я. Исследование теплообмена в процессе расширения газа в поршневом компрессоре / Б .Я. Максимук, С.В. Самойлович // Газовая промышленность. 1972. - №3. - С.22-25.

59. Мамонтов, М.А. Основы термодинамики тела переменной массы / М.А. Мамонтов. Тула: Приок. кн. изд-во, 1970. - 87 с.

60. Марчук, Г. И. Методы вычислительной математики / Г. И. Марчук — М.: Наука, 1980. 535 с.

61. Меренков, Д. Ю. Совершенствование грибковых клапанов поршневых и мембранных микрокомпрессоров : дис. . канд. техн. наук. / Д.Ю.Меренков. Омск, 2004. - 215 с.

62. Механизация работ при строительстве и эксплуатации сельских дорог / A.M. Сологуб и др. Минск: Ураджай, 1989. - 151 с.

63. Михлин, С. Г. Приближенные методы решения дифференциальных и интегральных уравнений / С. Г. Михлин. М.: Наука, 1965. - 384 с.

64. Мухачёв, Г. А. Термодинамика и теплопередача : учеб. для авиац. вузов / Г.А.Мухачёв, B.C. Щукин. 3-е изд., перераб. -М.: Высш. шк., 1991. 480 с.

65. Насосостроение и компрессорное холодильное машиностроение: т.1. сб. ст. / под. ред. П.И. Пластинина. М: ВИНИТИ, 1977. - 103 с.

66. Науменко, А.И. Исследование теплообмена в поршневых компрессорах : дис. . канд. техн. наук. / А.И. Науменко. М., 1974. - 180 с.

67. Науменко, A.M. Определение погрешностей технических измерений: учеб. пособие / A.M. Науменко, В.П. Улитенко. Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1982.-132 с.

68. Никитенко, Н. И. Исследование процессов тепло и массобмена методом сеток / Н. И. Никитенко - Киев: Наукова думка, 1978. — 212 с.

69. Новиков, И. И. Бессмазочные поршневые уплотнения в компрессорах / И. И. Новиков, В. П. Захаренко, Б. С. Ландо; под общ. ред. И. И. Новикова. JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние,1981. -238 е.: ил.

70. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. — Л.: Энергоатомиздат, 1991. 304 с.

71. Нуждин, A.C. Измерения в холодильной технике: справ, руководство / A.C. Нуждин, B.C. Ужанский. -М.:Агропромиздат, 1986. -368 с.

72. Одинг, И. А. Теория ползучести и длительной прочности металлов / И. А. Одинг и др.. М.: Металлургиздат, 1959. - 488 с.

73. Остроухова, Н.И. Исследование теплового состояния элементов ступени поршневого компрессора: дис. . канд. техн. наук. / Н.И. Остроухова1. М., 1978.-98 с.

74. Пластинин, П.И. Введение в математическое моделирование поршневых компрессоров: учеб. пособие / П.И. Пластинин, А.К. Твалчрелидзе. — М.:МВТУ им. Баумана, 1976. 78 с.

75. Пластинин, П.И. Расчет и исследование поршневых компрессоров с использованием ЭМВ / П.И. Пластинин // Итоги науки и техники. Сер. Насосостроение и компрессоростроение. — М, 1981. Т.2 — 168 с.

76. Пластинин, П. И. Теория и расчет поршневых компрессоров / П. И. Пластинин,- М.: Агропромиздат, 1987. 271с.

77. Пластинин, П.И. Рабочие процессы объёмных компрессоров со впрыском жидкости / П.И. Пластинин, В.Е. Щерба // Итоги науки и техники. Сер. Насосостроение и компрессоростроение. Холодильное машиностроение / ВИНИТИ. 1996. - С. 1 - 154.

78. Пластинин, П. И. Поршневые компрессоры. В 2 т. Т. 1. Теория и расчёт / П. И. Пластинин- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 2000. - 456 с.

79. Пластинин П.И., Юша В.Л., Бусаров С.С. Анализ нестационарных температурных полей в стенках цилиндра компрессорной ступени // Омский научный вестник. 2006. №5. Вып.39 С.96-101.

80. Повышение эффективности компрессоров путем совершенствования рабочих процессов для специальных систем: отчет о НИР / ОмПИ; рук. Кабаков А.Н. Омск, 1981. - 120 с. -№ ГР 01820071254.

81. Приближенные методы математической физики: учеб. для вузов / под. ред. В. С. Зарубина и др. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. -699 с.

82. Прилуцкий, И. К. Совершенствование систем газораспределения компрессорных и расширительных машин: автореф. дис. . д-ра техн. Наук. / И.К.Прилуцкий. СПб., 1997. - 32 с.

83. Рихтмайер, Р. Разностные методы решения краевых задач: пер. с англ. / Р. Рихтмайер, К. Мортон. М.: Мир, 1972. - 420 с.

84. Рыжиков, Л.Н. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров : дис. . канд. техн. наук. / Л.Н.Рыжиков. М., 1978.-250 с.

85. Рогельберг, И.Л. Сплавы для термопар: справ, изд / И.Л. Рогельберг, В.М. Бейлин. М.: Металлургия, 1983. - 360 с.

86. Розенблит, Г.Б. Исследование теплоотдачи от газа к стенке рабочего цилиндра дизеля / Г.Б.Розенблит // Вестник машиностроения. 1962. -№2. - С. 22-26.

87. Романовский, Р. К. Лекции по уравнениям математической физики. Уравнения колебаний и диффузии: учеб. пособие / Р. К. Романовский; ОмГТУ. Омск, 2004. - 102 с.

88. Самарский, А. А. Экономичная схема сквозного счёта для многомерной задачи Стефана / А. А. Самарский, Б. Д. Моисеенко // Журн. вычисл.математики мат. физики. 1965. — №5. - С. 816 - 827.

89. Самарский, А. А. Теория разностных схем / А. А. Самарский М.: Наука, 1977.-364 с.

90. Самарский, А. А. Методы решения сеточных уравнений / А. А. Самарский, Е. С. Николаев. -М.: Наука, 1978. 592 с.

91. Саульев, В. К. Интегрирование уравнений параболического типа методом сеток / В. К. Саульев М.: Физматиздат., 1960. - 324 с.

92. Сидоренко, А.Ф. О численном методе решения уравнения теплопроводности для стенок газовых полостей машин объёмного действия / А.Ф. Сидоренко, Е.И. Башкатова // тез. докл. седьмой всесоюз. науч.-техн. конф. Казань, 1985. - С. 44.

93. Система охлаждения компрессоров Bitzer// Холодильная техника.- 2001. № 4. - С.36-37.

94. Современные проблемы совершенствования средств измерения массы, силы, давления: сб. науч. тр. / под ред. И.С. Саленко. — J1: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1990. 104 с.

95. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений: пер. с англ. / под ред. А. Д. Горбунова. — М.: Наука, 1973.-312 с.

96. Соколов, Ю.Д. Метод определения функциональных поправок / Ю.Д. Соколов. -Киев: Наукова думка, 1967. -336 с.

97. Соложенцев, Е. Д. Идентификация схематизированного цикла поршневого компрессора / Е.Д.Соложенцев // Конструирование, исследование, технология и организация производства компрессорных машин. Москва, 1978. - С.3-7.

98. Сопротивление материалов: учеб. пособие / П. А. Павлов и др.— СПб.: Лань, 2003. 528 с.

99. Справочник по высшей математике / под ред. П. Ф. Фильчакова. Киев: Наукова Думка, 1972. - 743 с.

100. Страус, В. Промышленная очистка газов / В.Страус. М.: Химия, 1981. -616 с.

101. Тарасов, В.М. Компрессорные станции / В.М. Тарасов. М.: Стройиздат, 1983.-78 с.

102. Твелчрелидзе, А.К. Исследование влияния основных геометрических соотношений на экономическую эффективность поршневых компрессоров двойного действия общего назначения: автореф. дис. . канд. техн. наук. / А.К.Твелчрелидзе. Москва, - 1974. - 16 с.

103. Температурные измерения: справ. / O.A. Геращенко, А.Н. Гордов. — Киев: Наукова думка, 1984. 493 с.

104. Теория ползучести и длительной прочности металлов / И. А. Одинг и др.. М.: Металлургиздат, 1959. - 488 с.

105. Тиль, Р. Электрические измерения неэлектрических величин: пер. с нем. / Р.Тиль. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 192 с.

106. Тихонов, А.Н. Уравнения математической физики / А.Н. Тихонов,

107. A.A. Самарский. -М., 1972. 283 с.

108. Третьяченко, Г. Н. Термическая усталость материалов в условиях неоднородного термонапряжённого состояния / Г.Н. Третьяченко, Л. В. Кравчек. Киев.: Наука думка, 1985. - 280 с.

109. Третьяченко, Г. Н. Проблемы прочности / Г.Н. Третьяченко, Киев: Наука думка, 1990. - 256 с.

110. Федоренко, C.B. Исследование изменения температуры газа в цилиндрах поршневых компрессоров: автореф. дис. . канд. техн. наук. / C.B. Федоренко. -М., 1977. 16 с.

111. Федяков, Е.М. Измерение переменных давлений / Е.М. Федяков,

112. B.К. Колтаков, Е.Е. Богдатьев. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 216 с.

113. Фотин, Б.С. Рабочие прочесы поршневых компрессоров : дис. . д-ра техн. наук. / Б.С. Фотин. Л., 1974. - 320 с.

114. Фотин Б.С. Поршневые компрессоры / и др.: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Холодильные и компрессорные машины и установки". — Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1987.-372 с.

115. Френкель, М. И. Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования / Френкель М. И. — 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1969. - 744 с.

116. Холл, Дж. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений: пер. с англ. / Дж. Холл, Дж.Уатг.-М.: Мир, 1979.-312 с.

117. Холодильные машины / A.B. Бараненко и др.- СПб.: Политехника, 1987.-992с.

118. Хрусталёв, Б.С. Математическое моделировнаие рабочих процессов в объёмных компрессорах для решения задач автоматизированного проектирования: автореф. дис. . док. техн. наук. / Б.С. Хрусталёв. — СПб., 1999. 58 с.

119. Цветкова, Н.И. Опытное исследование теплоотдачи в двигателях внутреннего сгорания / Н.И. Цветкова // Изв. ВУЗов. Машиностроение. — 1959. №10. - С.84-90.

120. Чеботарёв, A.A. Специализированные автотранспортные средства : выбор и эффективность применения. — М: Транспорт, 1988. 159 с.

121. Чистяков, B.C. Краткий спарвочник по теплотехническим измерениям / B.C. Чистяков. Л.:Энергоатомиздат, 1990. — 320 с.

122. Шварц, И.Н. Применение ЭВМ для расчета и оптимизации поршневых компрессоров / ЦИНТИхимнефтемаш. М, 1973. - 31 с. - Сер. ХМ.

123. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента: пер. с англ. / X. Шенк. -М., 1972.-381с.

124. Штейнгарт, Л. А. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров с помощью математического моделирования: дис. . канд. техн. наук. / Л.А. Штейнгарт. Л., 1973. - 183.

125. Щерба, В.Е. Повышение эффективности работы объёмного компрессора с внешним сжатием путём впрыска жидкости / В.Е. Щерба // Изв.ВУЗов. Машиностроение. 1985. - №5. - С.71-76.

126. Эксплуатация специальных автомобилей для содержания и ремонта городских дорог: Практ. Пособие / Б.А. Лифшиц и др. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1992. - 263 с.

127. Электрические измерения неэлектрических величин. / под ред. Новицкого. — Л.: Энергия, 1975. — 576 с.

128. Юша, В.Л. Повышение экономичности и безопасности работы винтового компрессора с газожидкостным рабочим телом. дис. . канд. техн. наук. / В.Л. Юша. — Омск, — 1986 — 273 с.

129. Юша, В.Л. Влияние внешнего теплообмена на рабочий процесс компрессоров объемного действия / В.Л. Юша / ОмГТУ. — Омск, 2002. — С.24.

130. Юша, В.Л Интенсификация процессов теплообмена в рабочей камере бессмазочных компрессоров / В.Л.Юша // Вестник международной академии холода. 2004. - Вып.4.- С.53-60.

131. Юша, В. Л. Уменьшение массогабаритных параметров теплообменного оборудования мобильных компрессорных установок / В.Л.Юша // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2006. - №4. — С.24-26.

132. Юша, В.Л., Бусаров С.С. Интенсификация внешнего охлаждения бессмазочных компрессоров // Холодильная техника. 2006. №2.С.24-28

133. Юша, В.Л., Бусаров С.С., Криницкий В.И. Исследование процессов теплопередачи в ступени поршневого компрессора при несимметричном температурном поле // Известия Вузов. Горный журнал. 2007. №6. С.59-66.

134. Юша, В.Л., Бусаров С.С., Новиков Д.Г. Влияние микрооребрения на мгновенный коэффициент теплоотдачи в рабочей камере бессмазочного поршневого компрессора // Химическое и нефтегазовое машиностроение -2007.-№11- С. 19-21.

135. Яконенко, Н. Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики / Н. Н. Яконенко Новосибирск: Наука, 1967. -225 с.

136. Яцких В.Г. Горные машины и комплексы / В.Г. Яцких и др. Изд. 4-е, перераб. И доп. М.: Недра, 1974. 416 с.

137. Пат. 2244161 РФ, МПК7 Б04 В 39/00. Поршневой компрессор / Юша В.Л., Новиков Д.Г. Заявл. 28.02.2003; опубл. 10.01.2005, Бюл. №1.

138. Пат. 35133 РФ, МПК7 F04 В 39/00. Машина объёмного действия / Юша В.Л. Заявл. 27.12.2003; опубл. 27.12.2003, Бюл. №36.

139. Пат. 2307953 МПК7 F04 В 39/06. Поршневой компрессор. / Юша В.Л., Бусаров С.С. (Россия). Заявлено 30.12.2005; опубл. 10.10.2007, Бюл. №28, приоритет 30.12.2005. - 6 е.: ил.

140. Compressed air spirales поп lubrifiees // Mach. Prod. 1993. - №596, Supl.-P.87.

141. Davies R., Bell A. Mathematical modeling of reciprocation air compressors / Mining Technol. 1987. - 69, №795. - P.13-14.

142. Dry gas seals point the way to oil-free compressors // Chem. Eng. (Gr. Brit.) 1988. - №451/ - P.21.