автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.04, диссертация на тему:Разработка элементов теории и анализ процессов расширения парогазовой смеси в турбодетандере

На правах рукописи

ГАДЦШ1 Владимир Дмитриевич

РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ТЕОРИИ II АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ РАСШИРЕНИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ В ТУРБОДЕТ'АПДЕРЕ

Специальность 05.04.03 Машины и аппараты толоднлыгой н криогенной техники и систем кондиционирования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации иа соискание ученой стспепн доктора технических паук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена на кафедре «Холодильные машины и установки» Омского государственного технического университета и в Санкт-Петербургской государственной академии холода н пищевых технологий.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Г.И. Ден

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Бухарин H.II.

доктор технических наук, профессор Фаддеев И.П.

до1стор технических наук, профессор Кузнецов D.II.

Ведущая организация (предприятие)

ЛО «Сибкрнотехннка» г. Омск

Защита состоится «3 г. в \Ч часов на заседании

днсссртацнонного Совета Д, 063.02.01 при Санкт-Петербургской государственной академии холода и пищевых технологий в ауд. 2219 (по адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГАХПТ.

Оп>.ге па автореферат в двух акпенплпрах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, Ученый Совет СПбГАХПТ.

Автореферат разослан ^ фтЯ^ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор технических наук, профессор

Л.С Тнмофсевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ, Одним га основных элементов рада холодильных и криогенных установок н систем кондиционирования является турбодетандер (ТД). Детандер играет роль основного генератора холода, поэтому надежность и эффективность его работы по многом определяют технико-экономические показатели установок.

Особым направлением в развнпйстурбодетшщеростроения в последнее время стало создание детандеров, работающих с изменением агрегатного состояния рабочего вещества в проточной части. Наличие в потоке жидкости я кристаллов способно привести к повышенным газодш1амнчсскнм потерям, неустойчивой работе машины и эрозионному износу проточной часта.

До недавнего времени считалось недопустимой работа ТД в двухфазной области. Однако в последние годы созданы различные маппшы, работающие с конденсацией рабочего вещества в проточной часта, что дает возможность повысить технико-экономические показатели ряда установок, з частности установок ожижения воздуха, азота, водорода, гелия, этана н природного газа, установок низкотемпературной сепарации природного газа и кондициоинроватм воздуха.

Одошм из перспективных способов получети твердого диоксида углеродз (С05) является его гллморхкиванне - десублимация - из потока продуктов сгорашю топлива (ПСТ), расширяющихся в ТД. Получсгше твердого С02 нз ПСТ оказывает существенный экологический эффект н имеет вагаюе народно-хозяйстветгое значите в связи с полезным использованием СОг а ряде отраслей промышленности.

Обзор нсследозяння процессов расширили парогазовой смеси (ПГС) в ТД и методов их расчета позволил установить, что до настоящего времени проблема получения твердой или жидкой компоненты из газовой смеси с помощыо ТД до конца не решена. Отсутствует математическая модель процесса расширения ПГС в осевом детандере с учетом элеме;ггов кинетики фазового перехода. В методах расчета процессов расшнрсшш ПСТ и влажного воздуха не учтен ряд особенностей, связанных с образованием кристаллов СО2 и капелек жидкости и их влиянием на надежность и эффективность работы детандера.

Все это в совокупности определяет необходимость н целесообразность разработки элементов теории и анализа процессов расширения ПГС з ТД, которые выполнялись на основашга ряда государственных решений и программ:

- целевой комплексной научно-технической программы ГКНТ СССР, Госплана СССР и АН СССР от 12.12.1980 г. №474/250/132 О.Ц.002. Создание новых видов оборудования для производства электрической и тепловой энергии П.Н2;

- комплексной программы Минвуза РСФСР «Человек и окружающая среда. Проблемы охраны природы». Координационный план проблемного Совета «Экологическая технология» на 1981-1985 г.;

- постановили« Совета Министров РСФСР №606 от 09.11.81 г.;

- государственной научно-технической программы «Экологически чистая электростанция» в соответствии с постановлениями ПСНТ от 23.07.90 г. № 710 и 15.10.91 г. >61267.

Предложенная разработка элементов теории и анализ процессов расширения ЯГС в ТД могут быть квалифицированы как научный труд, в котором на основшпш выполненных исследований осуществлено решение важной народнохозяйственное проблемы получения твердой или жидкой компоненты из газовой смеси с помощью турбодетандеров.

НЕЛ» И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основной целью являлось

разработка элементов теории н анализ процессов расширения парогазовой смеси в турбодетандере, получеиаа практических рекомендаций для проектных организаций по выбору параметров, расчету и конструкции ТД.

Для достижения основной цели работы были поставлены следующие задачи Исследований.

В теории: !

• разработать математическую модель процесса. расширения ПГС в турбодстандсре с учетом элементов кинетики фазового перехода, реальных свойств рабочего вещества, изменения массы твердой (жидкой) 4к1зы вдоль проточной части машины, работы и теплоты сил трения;

• выявить особенности процесса получения твердого CQj из ПСТ, расширяющихся в турбодетшщере;

• исследовать влияние начальных параметров ПСТ и геометрии проточной части на газодинамику потока, место расположения скачка кристаллизации и размер частиц С02;

• разработать методику термодинамического расчета и на ее основе выполнить анаши энергетических показателей процессов расширения ПСТ;

• разработать рекомендации по определению места кристаллизации СО г в проточной части турбодетаадерл;

• выполнять анализ течения переохлажденного потока влажного воздуха в проточной части турбодетшщера;

• разработать методику термодинамического расчета равновесного и неравновесных процессов расширения влажного воздуха и на ее основе определить энергетические показатели процессов.

В эксперименте:

• разработать и создать опытно-промышленную установку для совместного производства теплоты, холода и твердого СОз (экспериментальный стенд );

• выполнить исследование процессов расширения в турбодетандере "сухого" н влажного воздуха; "сухих" н влажных ПСТ, а также процесса расширения ПСТ в режиме получения твердого COj.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. В работе использован комплексный подход к решению рассматриваемой проблемы, включающий обобщение и анализ литературных материалов и дальнейшее развитие элементов теории процессов расширения парогазовой смеси в турбодетандере. Теоретические исследования проводились с применением фундаментальных законов физики, термодинамики и газодинамики, современных методов численного решения задач на ЭВМ. Для

проверки достоверности математических моделей выполнены экспериментальные исследования процессов расширения "сухого" и влажного воздуха, "сухих" и влажных ПСТ и ПСТ в режиме вымораживания С02 на опытно-промышленной установке, оборудованной новейшими приборами. НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель процесса расширения парогазовой смеси в турбодетандерс с учетом элементов кинетики фазового перехода, реальных свойств рабочего вещества, изменашя массы твердой (жидкой) фазы вдоль проточной части машины, работы и теплоты сил трения.

2. Выявлены особенности процесса получения твердого С02 из ПСТ, расширяющихся в турбодетандерс.

3. Исследовано влияние начальных параметров ПСТ и геометрии проточной части на газодинамику потока, место расположения скачка кристаллизации и размеры частиц С02.

4. Разработаны новые методики термодинамического расчета равновесного н неравновесных процессов расширения ПСТ и влажного воздуха, на основе которых изучены энергетические характеристики процессов.

5. Получены основные уравнения течения влажного воздуха в проточной части ТД с учетом элементов кинетики фазового перехода, на основе которых впервые выполнен анализ течения переохлажденного потока влажного воздуха.

6. Разработана и создана опытно-промышленная установка для комплексного производства теплоты, холода и твердого СО;.

7. Получены новые результаты экспериментального исследования процессов расширения в турбодетандере "сухого" и влажного воздуха, "сухих" и влажных ПСТ, а также ПСТ в режиме получения твердого СО?.

АВТОР ВЫНОСИТ НА ЗАЩИТУ:

1. Математическую модель процесса расширения ПГС в турбодетандере с учетом элементов кинетики фазового перехода, реальности рабочего вещества, изменения массы твердой (жидкой) фазы вдоль проточной части машины, работы н теплоты сил трения.

2. Результаты теоретического исследования процесса расширения в проточной части турбодетандера ПСТ с кристаллизацией паров С02 и влажного воздуха с фазовым переходом водяных паров.

3. Результаты теоретического исследования энергетических показателей процессов расширения ПСТ и влажного воздуха в турбодетандере.

4. Рекомендации по определению места кристаллизации СО; п проточной части турбодетш мера.

5. Результаты экспериментального исследования турбодегандера на «сухих» и влажных ПСТ и ПСТ в режиме вымораживания СО;.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ СОСТОИТ: - в создании опытно-промышленной установки для совместного производства теплоты, холода и твердого СО? и результатах экспериментального исследования турбодетандера на «сухом» и влажном воздухе, «сухих» и влажных ПСТ и в режиме вымораживания СО^

- в разработке на основе теоретических исследований принципов управления процессом расширения ПСТс вымораживанием С02 в турбодетандере;

- в разработке для инженерной практики условной диаграммы T-S для IICT в области кристаллизации паров С02;

- в создании методик определения начала возможного эрозионного износа элементов проточной части ТД от наличия твердого С03 в потоке Г1СТ;

- в разработке методик термодинамического расчета процессов расширения ПСТ с кристаллизацией паров ССЬ и влажного воздуха с фазовым переходом водяных паров.

РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ- Результаты исследований использованы при создании и освоении опытно-промышленной установки в НПО «Сибкриотсхника», Омском моторостроительном конструкторском бюро при разработке тсрмобарометрическнх установок, СЗО ВНИ1 Шэиергопрома при разработке энергоустановок с глубоким охлаждением уходящих газов и получением С02 в нефтедобывающей промышленности, Сибирском отделении ВНИПИэнергопрома н НПО ЦКТИ при проектировании крупномасштабного стенда для комплексного производства теплоты и твердого С02, а также при разработке концепции создания экологически чистой электростанции с осуществлением на последнем этапе значительного сокращения выбросов С02 в окружающую среду.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при изучении курсов "Холодильные машины" и "Холодильные установки", читаемых на кафедре холодильных машин и установок (ХМУ) Ом!ТУ. Автором диссертации опубликовано учебное пособие "Получение твердого диоксида углерода из расширяющегося газового потока".

АПРОБАЦИЯ РАВОТЫ. Основные положения и результаты работы были доложены, обсуэдсны н одобрены на международных, всесоюзных и республиканских конференциях: ВНПК «Микрокриогенная техника - 84» (Омск, НПО «Микрокриогенмаш», 1984), НТК «Интенсификация работы холодильных установок» (Владивосток, Дальрыбвтуз, 1985), ВНПК «Интенсификация производства и применения искусственного холода» (Ленинград, Л ТИХИ, 1986), ВНТК «Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроении» (Иваново, ИЭИ, 1989), ВНТК «Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности» (Владивосток, Дальрыбвтуз, 1989), ВНТК «Холод - народному хозяйству» (Ленинград, ЛТИХП, 1991), XXX научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов «Ресурсосберегающие технологии. Проблемы высшего образования» (Омск, ОмПИ, 1994), X МНТК по компрессорной технике (Казань, НИИтурбокомпроссор, 1995Х МНТК «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, ОмГТУ, 1995), МНТК «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, ТюмГНГУ, 1996), МНТК «Холод И пищевые производства» (Санкт-Петербург, СПбГАХПТ, 1996) Международной конференции «Математические модели и численные методы механики сплошных сред» (Новосибирск, СО РАН, 1996), The International Scientific Conference «Rational Use of Secondary Products in Agriculture»

(Krasnodar, KSTU, 1997), MHTK «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, ОмГТУ, 1997).

ПУБЛИКАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Основные материалы диссертации изложены в 44 публикациях, среди которых 6 авторских свидетельств СССР и одно учебное пособие.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и приложений, в которых приведены акты о реализации результатов работы. Общий объем диссертации 4IQ стр., в том число 231 основного текста, Ц9 рисунков, 5 таблиц. Список использованной литературы содержит 226 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Одной из первых работ, посвященных процессу расширения ПГС в ТД, является теоретическое исследование Страховича К.И. и Ожигова Г.Е. в Ленинградском холодильном институте. В работе получены данные о расширении в центростремительном ТД азота с частичной его конденсацией. Установлено, что скачок конденсации наблюдается в рабочем колесе при разности температур AT насыщения Ts и патока Т как мшшмум в 10 К.

В МВТУ им. Н.Э. Баумана Ардашевым В.И., Жолшарасвым А,, Плачсидовским Д.И. разработана методика расчета течения ПГС в проточной части радиального ТД. Анализ результатов расчета показывает, что скачок конденсации воздуха происходит при AT = Ts - Т ~ 5-10 К. В результате экспериментального исследования ряда радиальных це1Ггрострсмитсльиых ТД в области влажного пара воздуха установлено, 'по ТД работали устойчиво с ожижением потока до 8-12 % и оказались неработоспособными при наличии жидкости на входе в сопловой аппарат.

Важный вклад в исследование процессов расширения влажного воздуха в ТД сделан Прохоровым В.И., Адлером В.М., Ардашевым В.И., Делом Г.Н., Гриценко В.И., Губандуллиным Н.Л., Бондаревым И.Т., Ярошенко В.М. и рядом других авторов. В этой области выполнен большой обт,ем экспсрнмс1гпи!ыгых работ и созданы методики термодинамического расчета. Однако эти методики составлены без учета элементов кинетики фазового перехода.

Начиная с 1968 года на кафедре холодильных машин СПбГАХиПТ проводятся работы по созданию установок получения твердого С02 m HCT. Создан экспериментальный стсид на базе регенеративной газовой холодильной машины (РГХМ) с радиальным ТД. Рабочим веществом установки является искусственная Г1ГС воздуха и С02. Эксперименты впервые подтвердили принципиальную возможность вымораживания СО? из объема газового потока. В настоящее время специалистами хафелры создается сухолсднмй aiрегат с получением твердого С02 до 3 т/сугки.

В 1971 году начаты работы по исследованию установок для совместного производства теплоты, холода и твердого С02 в ОмГТУ под руководством Гриценко В.И.. С 1978 года ведутся работы по созданию и испытанию опьпно-промышленной установки при непосредственном участии актора.

Большая актуальность исследования процесса получеты твердого С02 в объеме расширяющегося газового потока привела к появлению ряда теоретических работ:

Кошкиным Н.Н. и Суетиновым В.П. разработана /--</- диаграмма двух-компонентной смеси воздух - С02;

Гриценко В.И. и Тсрентьевым Ю.Д. создана методика термодинамического расчета процесса вымораживания СО^ на базе уравнений теплового баланса и равновесия фаз компонентов, входящих в систему,

Варснковым C.B. предложена система уравнений расчета изоэнтропийного расширения двухфазного потока в проточной части радиального ТД.

Из обзора нсслсдова!шй процессов расширения ИГС в ТД и методов их расчета установлено, что до настоящего времени проблема получения твердой или жидкой компоненты нз газовой смссн с помощью ТД до конца не решена.

Математическая модель процесса расширения ИГС п ТД. Термодинамическая теория фазовых переходов рассматривает процесс изменения агрегатного состояния вещества в условиях равновесия между исходной и новой фатами. Сам же ход формирования новой фазы остается за ее пределами. В действительности же при расширении ПГС в турбодстацдсрс скорость изменения состояния среды сопоставима со скоростью развития процесса кристаллизации (конденсации). Поэтому для описания процесса расширения ПГС требуется привлечение молскулярно-кинетической теории. Согласно последней, зародышам флукгуационного происхождения присуща способность неограниченно возрастать при достижении ими критического значения радиуса

1а 2оГ

где с - коэффицнеггт поверхностного натяжения; р„ - плотность новой фазы; L - теплота фазового перехода; AT = Ts - Г- переохлаждение пара.

Для частицы радиуса г поверхностное натяжение

----

\ + 151г

где оп - коэффициент поверхностного натяжения при плоской поверхности раздела фаз; <5- Ю'10 м.

В расчетах температура Tu частицы новой фазы принято равной ее равновесной температуре Ts, для частицы данного радиуса при данном давлении:

I РиЪ-,

Скорость образования зародышей при допущении отсутствия в рабочем веществе включений и паров, способных конденсировагься или кристаллизоваться на более высоком температурном уровне, может быть определена по формуле Френкеля-Зельдовича

V к р„ К„Т\ц„.

и

ехр

{у1пКпТ\р„Ш{Тв1Т)Ч.

(2)

где рп, Рп - плотность и давление пара; Яп, рп - газовая постоянная н молекулярная масса пара, Ил - число Лпогодро.

Рост частиц в зависимости от соотношения между длиной / свободного пробега молекулы и радиусов частицы определяется уравнениями

¿х сЬ р„ V 271 1-2а ¡{рнгЪ)' с!г X Т„ - Т I

<\

(3)

(4)

срИЬ г 2г

где Срп - теплоемкость пара; с и Я -г- скорость и теплопроводность ПГС; л: - расстояние, проходимое потоком по проточной части турбодетапдера (рис. 1).

I п *

Рис. 1. Течение парогазовой смеси в ступени осевого (а) и радиального (б) турбодетандероз

Если предположить, что частицы новой фазы, возникающие в перенасыщенном газовом потоке, весьма малы и скорость их близка к скорости газовой еоставлчкмцей потока, а также мало абсолютное количество новой фалы, выпадающей в зоне перенасыщенного состояния, и если в рассматриваемом

диапазоне температур pfl существешю превышает плотность р ПГС, то уравнение неразрывности примет вид

1 dF 1 dp 1 dw 1 dg„

---1----(----j.--= и, (5\

F dx p dx w dx \-g„ dx w

где F - площадь поперечного сечения элемента проточной части; w -относителышя скорость потока; gn - массовая концентрация новой фазы.

В качестве уравнения состояния реального газа предлагается использовать уравнение Бштн-Брнджмепа, позволяющее с достаточной точностью определять параметры состояния вещества в паровой фазе:

P=p1RT(\-e)(l/p + B)-pzA. (б)

Здесь Р, R - давление и газовая постоянная ПГС; А, В, £ - коэффициенты, являющиеся функциями р, Т и концентрации компонентов, входящих в состав рабочего вещества.

При вышеупомянутых допущениях уравнение количества движения имеет

вид

Je t 1 dP _ dl dlTP dx p dx dx dx ^

Работа одного килограмма рабочего вещества

dl = -d(uccosa), ' (8)

где u - окружная скорость рабочего колеса; а - угол между направлением скоростей и и с.

Элементарная работа сил трения, равная теплоте трения qjp,

dlTP= (w\l-^)l2), (9)

где Ц>- скоростной коэффициент элемента проточной части.

При отсутствии тегаюпрнтоков нз окружающей среды уравнение сохранения энергии, записанное с учетом qrp, имеет вид

a rr\dinr.i„ „ sdin ,„ àiH 1 dP dqrp

dx dx dx p dx dx dx 4 '

W По ~ массовая концентрация пара, способного конденсироваться или кристаллизоваться на входе в турбодстандер; gu - массовая концентрация новой фазы; /яг, /л» ht - энтальпия единицы массы попутного газа, паровой и новой фазы; теплота фазового перехода. _

При условии, что коагуляция и дробление образовавшихся частиц не происходят, gii в сечении xt проточной часта определяется из выражения

Ял(х) = ^/>и(х,,хЖх,)Р(х,>&, (11)

*i

где тп(х,, х) - масса частиц в сечении х, возникших в сечении xt \ G - массовый расход рабочего вещества; Хц - координата места образования первых зародышей.

После преобразований уравнений (5)-(11) получим систему уравнений dp п dc r dg„ „ dF „ dB „ du dx dx ' dx 1 dx 7 dx ^ dx dP л dT dp

dc „ dP „dO „ du

f-A^Af.Af.Af,

где p- угол между векторами схоростей и-и tr, В2, BrB^A^ Л2, С<-С6, D>, Dj, D4, D, - коэффициенты преобразования, состоящие из геометрических и термо-газодннамических па рам строи,■ Fn г„ - скорость ядрообразовапия, площадь поперечного сечения и радиус критического зародыша п сечешш tr, li и F, - то же в сечении /;, г,- - радиус частицы в сечешш /.

Система (12) уравнений вместе с уравнениями (1)-{4) кинетики фазовых превращений образуют замкнутую систему, описывающую одномерное течение ПГС с частичной кристаллизацией (конденсацией) одного из компонентов в проточной части радиального н осевого ТД. Следует отмстить, что дю» осевой машины u = const, a du/dx = 0.

• Методом последор,атслы 1ых исключишй Гаусса система уразнений (12) сводится к виду

У'- fix,у), (13)

где у - параметр ПГС. Основная задача, относящаяся к этому уравнетппо, есть задача Коши: найти peuieir.te уравнения (13) у = у(х), удовлетворяющее начальному условию у(ха) - Уо■ В настоящей работе при расчета процесса расширения ПГС в ТД используется численный метод Эйлера, который является одним из наиболее распространенных и обладает достаточной устойчивостью. Граничные условия интегрирования - Ро, То, go, Со в начальном сечешш Fo=F(xq) соплового аппарата и интервал интегрирования.

Разработанная математическая модель отражает изменение массы новой фазы вдоль проточной части турбодетавдера, реальность рабочего вещества, работу и теплоту трения. Для решения системы уравнений разработаны а- горитм численного решения и методики аналитической аппроксимации геометрических характеристик ТД и определения шага интегрирования.

Разработанная модель течения использована применительно к расширению ПСТ с кристаллизацией паров СОг и влажному воздуху с конденсацией водяных паров и может быть применена для расчета процессов расширения в двухфазную область воздуха, азота, водорода, гелия, природного газа и других веществ.

Особенности процесс» получения твердого СО? из ИСТ. Источником получения твердого СОз являются ИСТ, компонентный состав которых определяется химическим составом сжигаемого топлива и составом топливной смеси. В работе получены расчетные формулы н определен объемный и массовый состав ПСТ, выполнен анализ зависимостей радиуса критическою зародыша, числа молекул в зародыше и скорости ядрообразования С02 от переохлаждения потока, давления и концентрации С02.

На рис. 2 представлены некоторые результаты математического моделирования одномерного течения ПСТ в проточной части осевою одноступенчатого ТД. Потери энерти в элементах проточной части определялись на основании испытания ТД в однофазной области вблизи насыщения паров С()2 Температура Т0 на входе в ступень соответствовала температуре насыщения.

При расширении температура Г потока снижается и теми ее снижения больше, чем Т.I. Разность АТ - Т температур (переохлаждение) является главным фактором, влияющим на процесс кристаллизации СО? . При пониженном ЛГ скорость ядрообразования I мала (рис.3), поэтому образуется сравнительно небольшое число зародышей, на которых происходит кристаллизация пара вплоть до полного снятия переохлаждения. Вследствие кристаллизации радиус частиц увеличивается. Однако эти частицы не оказывают ощутимого влияния на массовую концентрацию gт твердого С02 , а также обратного влияния на переохлаждение.

При увеличении АТ критический радиус г^ зародыша уменьшается, поэтому активизируется все большее число зародышевых частиц. При АТ ~ 12,5-13 К возникает огромное число зародышей. Скорость / ~ 10° 1/(м3-с). а зародыш радиуса гю> состоит из 4-5 десятков молекул. Резко повышается %т твердого С02 (рис.2). Температура Т растет и приближается к ТУ Так как за зоной скачка кристаллизации или зоной Вильсона происходит дальнейшее расширение ПСТ в рабочем .колесе, то переохлаждение потока остается. Малое АТ связано с относительно развитой поверхностью вкрапления твердой фазы.

Незначительное число частиц, зародившихся в сопловом аппарате, по мере движения достигает диаметра 0,41 мкм иа выходе из машины. Эти кристаллы являются наиболее крупными из всего спектра образовавшихся частиц. Зона скачка кристаллизации в основном определяет число зародышевых частиц и их средний радиус. Диаметр частиц, образовавшихся в этой зоне, на выходе из раГх^чсго колеса составил 0,034 мкм.

Расчетами установлено, что процесс кристаллизации не оказывает заметною влияния на характер изменения Р, рис потока.

Некоторую роль В процессе кристаллизации С02 из ПСТ могут играть поверхности элементов проточной части ТД и водяные нары. Па рис. 4 представлены расчетные изменения Т, Тх и температур Т*сл и Т* г к в пограничном слое соплового аппарата и рабочего колеса, определенные но температуре торможения соответственно в абсолютном и относительном движении. Температура Т*сл выше Т& поэтому кристаллизации С02 на поверхности лопаток пс происходит. В рабочем колесе от входа до моста спонтанной кристаллизации

Рис. 2. Расчетлив параметры Г1СТ n проточной части детондсра: F, F„ - площади соплового аппарата и рабочего колеса; г - радиус перг.ых образовав ппгхся частиц

JL

м'-с 40 ~

30 -

20 " 10 J

п,

мол 150

100

50

Рис. 3. Зависимости радиуса г„ критического зародыша, числа п молекул в зародыше радиуса гкг н скоросш ядро-сбразоваши 1 от переохлаждения потока

30 АТ, 1С

Т*рК шоке Тя, и здесь возможна кристаллизация СОз на поверхности. После скачка кристаллизации Т*гк выше н теплота от поверхности лопаток отводится потоку, вызывая сублимацию С02 у поверхности. Вышесказанное, с учетом значений температурного напора АТ = Т*гк - Ts, позволяет сделать вывод, что

13

кристаллизация С02 на стенках элементов проточной части ТД играв! второстепенную роль в общем процессе кристаллизации СО?. Подобные резулыаты получены для Яд-1,8-2,7 и гс - 0,03-0,14.

Т, К 170

Рис. 4. Влияние температуры элементов проточной части ТД на процесс кристаллизации СО*

48 X, мм

Расчетный анализ суммарной поверхности молекул воды в Г1СТ при температуре ниже температуры тройной точки СОа и суммарной поверхности зародышевых частиц С03 позволили установить, что водяные пары ПСТ играют второстепенную роль в процессе кристаллизации паров С02.

Таким образом, весь процесс гомогенной кристаллизации COj приближенно разделяется на три зоны: первая - расширение «сухих» ПСТ и рост ЛТ'\ вторая -спонтанная кристаллизация при максимальном AT, третья - рост частиц при малом ¿47'.

Плиниис начальных параметром ПСТ »! геозгегрни проточной части ИП газодинамику потока. Анализ резульгатои расчета показывает, что место расположения скачка кристаллизации COj в проточной части (рис. 5) не зависит от степени расширения Кд и массовой концентрации go СОа на входе в ТД находится в последней трет и рабочего колеса и что процессом кристаллизации С02 можно управлять (рис. 6), изменяя выходной угол a¡с профиля лопаток соплового аппарата.

Рис. S. Влияние Ид и gc на параметры ПСТ о проточной части детандера:

1 - яд =2,4, go =0,2;

2- Жд^.О, go =0,2;

3- /^==2,0, go =0,05;

4- go =0,1

X, мм

Рис. 6. Влияние угла а/с иа параметры Г1СТ в проточной части детандера:

1-а;с = 20®24';

2-а1с" 13°;

3-а/с = 6°52'

В исследованном диапазоне режимных и геометрических параметров проточной части диаметр частиц С02 на выходе из рабочего колеса не превышал 1 мкм, что меньше допустимых размеров по условиям эрозионного износа.

Методика термодинамического расчета и анализ эиергстпчсскти показателей процессор расширения ИСТ. Особенности процесса расширения ПСТ с частичной кристаллизацией С02 в турбодетапдере удобно рассматривать в условной дия!рамме Т-И (рис. 7) с нанесенными линиями постоянной объемной

конце!гграции диоксида углерода.

При предельно неравновесном расширении от температуры Т0 - 7$ (точка 0) кристаллизация С02 в детандере не происходи и изоэтропийный процесс расширения пройдет по липни 0-2. При этом холодопроизводитсльноеть 0 детандера пропорциональна площади $о-2-7-8т£о- За ступенью детандера переохлажденный пар (точка 2) переходит из метпетабилыгого состояния в равновесное (точка 3). Холодопроизводитслыгостъ <2ктк детандера, затраченная на компенсацию теплоты кристаллизации С02 (полезная

холодопроизводитсльноеть), эквивалента пл. 5о-2-3-8з-5о- Остаточная

холодопронзводительность <2ост, обусловленная разностью температур на входе в

ступень и равновесной 7> на выходе, пропорциональна пл. Масса

вымороженного С02 может быть определена на основе совместного решения

Рнс. 7. Процессы расширения ПСТ в условной диаграмме Г-5

уравнения тепловою баланса

0.-0ост*0кгк и зависимости 7$ от парциального давления паров С02.

Холодопроизвод ителы юсть

1-а/лгд)

I

= ОтЬ, бост » (0~вт)сгг{Т^ - ГД где Цц - КПД детандера; Сюа и Кем - теплоемкость н показатель изозшроиы рабочего вещества на входе в ступень; От - масса вымороженного С02; с^у • теплоемкость ИСТ при Тг.

При равновесном расширении, когда отсутствует переохлаждение пара, кристаллизация С02 начинается на линии сосуществования фаз (точка 0), а процесс изображается линией равновесной кристаллизации 0-5. Холодопроизводительность 0 детандера пропорциональна пл. $(гО-5-7-Ь'г£о , холодопроизводительность <2ктк ~ пл. , а Qocт ~ • Расчет

процесса ведется в предположении, что весь теплоперспад имеет место в бесконечно большом числе условных ступеней, где процесс рассматривается как предельно неравновесный.

При неравновесном расширении, со скачком кристаллизации (процесс 0-1-Г-4), холодопроизводительность (2~11Я.$о-1-1'-4-7-Зг-5о> (2ктк~ пл. $о-1-Г-4-ЗгА'о и <2осг~ . Расчет процесса проводигся в два этапа.

Вначале при расширении от- давления Р0 на входе в ступень до критического Г кг, соответствующего началу скачка кристаллизации^ расчет ведется ках для предельно неравновесного. Затем от Рщ> ДО конечного Р2 - как для равновесного.

Совместный анализ возможных вариантов процесса расширения ПС'Г в диаграмме Т-8 показывает, что разность пл. 0-2-5-0 и пл. Б^З-З-Яг^} характеризует снижение £? детандера, а следовательно, н массы вымороженного С02 вследствие предельной неравноиесности процесса расширения. Разность пл. 0-1-1'-О и пл. характеризует потерю (? и Ог вследствие

нерпвновесности процесса расширения.

Эффективность процессов оценивалась коэффициентами снижения располагаемой холодопронзводнтелыюсти ^ н £>// и массы вымороженного С02 & и связанными с предельной нераяновесностью и неровиовосиостыо процессов расширения

% « Р -0.НЗ/. с ^р-Чн

а ' а • «»- О, •

где ()г н Сц> - холодопроизводительность и масса вымороженного СОз при равновесном расширении; () н С>т, Ом и От - то же для предельно неравновесного и неравновесного процессов.

Расчетами установлено (рис. 8 а, 8 б), что в процессе равновесного расширения холодопроизводительность и масса вымороженного СОа больше, чем при неравновесном. В области Кд < 2,5 и ео до 0,2 для инженерной практики целесообразно условное расчленение дейстантельного сложного процесса на два простых. Один из них учитывает изменение состояния ИСТ без (¡шзового перехода, а другой - за счет них. 16

Увеличение пд (рно. 8 в) приводит к росту удельного выхода G/G СОя из ИСТ. Полученные результаты хорошо согласуются е теоретическими исследованиями Кошкина H.H. и Суетинова В.П., Гриценко В.И. и Терентьева Ю.Д. На выморажипаиие С02 (рис. 8 г) расходуется только часть холодоироиз-водительности турбодетандера.

6» 0,1

0,06

0,02

а)

—fe^ - яд~ 8 ___6

4

«¿Г 2

б)

. & 0,1

о

t И \

о

0,1 0,2 г)

Яс

Qktk 0,6

0,4

# f - Я'С- »

0

0,1

0,2

Не

Рис. 8. Влияние gc и щ на коэффициенты £q (а) и £а (б), В1ДХОД твердого COj Or/G (в) и относительную холодопроизводителыюсть QktkIQ (г) при Т1л " 0,85

¡'кг, мГТа

0,20 0,15

Рекомендации по определению места кристаллизации СО^ п щнно'пшй

мистц 'ГЛ. Связь между температурой ТКР потока, при которой наблюдается

епштшная кристаллизация парой СОь и Рк,, устанавливпется соотношением «-1

__гс= 0,15

___Гс= 0,02 А

Пи" 1 —■—. Г

/V'0,133 м11а у ¿Г

^ Чя" 0,85

(*Г

Чл+1-Чл

0'10 0,15 0,20 0,25 Г„, мПа Рис. 9. Определение кшли чес кого лявлепия

где Г]д - КПД детандера. Температура Ts зависит от объемной концентрации гс С02 и Ркг ■ Расчетами установлено, что в области параметров,

надставляющих практический интерес (яц = 1,8-2,7 и гс = 0,02-0,2), критическое переохлаждение ЛТю> ~ Ts - 7'кр ~ 12,5-13 К. Это обстоятельство позволяет определить по начальным условиям Рю> (рис. 9), а вместе с известным законом распределения давления в проточной части и место спонтанной кристаллизации COj, и начало возможного эрозионного износа элементов ТД. Например, при Р0 -ОД мПа, гсс 0,15 и щ= 0,85 давлениеР№ ~ 0,133 мПа.

На рис. 10 представлены зависимости относительной температуры Т/Т0 потока ПСТ от относительного давления Р/Р0 , построенные по результатам расчета неравновесного процесса расширения. Зависимости позволяют определить место спонтанной кристаллизации С02 для осевого и радиального детандеров при известном законе распределения давления в проточной части. Следует отмстить, что при 1]д > 0,85 место расположения скачка кристаллизации располагается выше по потоку. Например, при яд - 2,0, Р0 = ОД мПа, gc = ОД спонтанная кристаллизация паров С02 произойдет при Р/Ро = 0,72 или Р = Ркг = 0,144 мПа.

Т/Тп

0,9

0.8

__g с = 0Д0

Чд = 0. ; i5 ^ ST2.4 1,8 /Гд = = 0,05 .8-2,4

0,9 0,8

0,7

0,6 0,5 Р/Ро

Рис. 10. Зависимость относительной температуры Т/Го потока ПСТ от Р/Ро в проточной части ТД для неравновесного расширения

Для анализа и инженерных расчетов процессов расширения ПСТ в турбодетандере в области кристаллизации паров С02 разработана условная диаграмма T-S для ПСТ (рис. 11). На поле диаграммы нанесены линии постоянной объемной концентрация гс диоксида углерода, построенные по давлению и температуре насыщения, и лиши Вильсона гс. которые при известных параметрах на входе в детандер определяют Рд> н место скачка кристаллизации СЮ2 в проточной части. Например, необходимо найти Рщ, прн изоэ1пропийиом расширении ПСТ, насыщенных парами С02 с Га>~ 0,14 от Ра - 0,2 мПа (точка 0). Для этого из точки 0 опускаем перпендикуляр к оси S до пересечения с линией Вильсона гс = 0,14. Точка 1 определяет Рю> - 0,14 мПа.

Течение потока влажного воздуха в турбодетандере. Основные закономерности процессов расширения влажного воздуха в ТД удобно рассматривать с помощью диаграммы энтальпия (i) - влагосодержание (d) (рис. 12). При равновесном расширении (процесс 0-5) конденсация водяных паров начинается в сопловом аппарате. При предельно неравновесном расширении конденсация паров в проточной части не происходит, а выносится за ступень детандера. Процесс расширения проходит по линии d - const до температуры Тгс , соответствующей конечной температуре при расширении "сухого" воздуха. Далее за ступенью детовдера происходит конденсация водяных

Рис. 11. Условная диаграмма Г-Л1 для продуктов сгорания топлива

1шро» (процесс 2-3). Рассмотренные процессы - это идеальные процессы. Реальное же расширение соответствует некоторой промежуточной модели.

Для понимания сущности процесса на основании выше представленной модели течения ПГС разработана математическая модель течения влажного воздуха. На рис. 13 представлены некоторые результаты одномерного течения влажного воздуха в проточной части осевого одноступенчатого ТД. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами теоретического исследования процесса расширения ПСТ. Срабатывание большей части тешюперепяда не приводит к заметному развитию процесса конденсации - поток перенасыщен, а процесс расширения мета-стабилен. Скачок конденсации происходит при 4Г= Т = ~ 37 К.

На основании вышеизложенного процесс расширения влажного воздуха с ТД можно представить в диаграмма 1-с1 (рис. 12) в следующем виде: на первом этапе (процесс 0-1) происходи переохлаждение потока до критического, на втором (процесс 1-Г) - шггснсивное образование зародышей жидкой (¡»азы и их рост вследствие конденсации водяных паров, на третьем этане (процесс 1М) продожкается конденсации паров при налог.1 переохлаждении.

Расчетами установлено (рнс. 14), что при Пд ~ сот1 и сниженииТ0 поток на выхода из рабочего колоса становится все более переохлажденным. Скачок ког{донсац1ш происходит при ЛГ -31-33 К. Рост концентрации "¿сидкой фазы наблюдается в выходном патрубке. Полученные результаты хорошо согласуются с опытными данными Прохорова В.И. о достижении критического перенасыщения как в рабочем колесе, так и на выходе из турбодстацдера.

Мстодтса тспмодниампчсскяго распита и знергетичепене показатели Процессов рзспшргння пля:гл;ого воздуха. Прн предельно неравновесном процессе равновесная. температура Т3 потока определяется температурой Тзс "сухого" воздуха и подводом теплоты фазового перехода

Г, =ТХ + ДГм=7'о^Ял"Тг7д

где А'ГЯЛ = АсЦЬкн + 1.крУсева - повышение температуры потока вследствие теплоты фазового перехода; Ас! - масса влаги, претерпевающая фазовые 20

Рис. 12. Процессы расширения влажного воздуха

р, мПа 0,18

0,14 0,10

с,

м/с 200

120 40

,1

«ж-105

12

8 4

0

г, Г, 'я'

мкм к

290

270

0,24 250 24

0,16- 16

0,08 8

0 0

О 8 16 24 32 40 48 А', мм Рис. 13. Параметры влажного воздуха в проточной части

70 А', мм

Рис. 14. Влияние температуры Т0 на параметры влажного воздуха в проточной части турбодетвндера

превращения; Ьки и Ькг - теплота конденсации и кристаллизации влаги; сгм -теплоемкость влажного воздуха.

Полезная холодопроизводительность Цо и мощность N турбодетандера определяется уравнениями

*-Г

во =Спш^+а2\Т0 -Га), 1-я *

где Срвво и ¿о - теплоемкость и влагосодержание воздуха на входе в турбодетвндер; Срщ и - то же на выходе.

Расчет равновесного процесса ведется в предположении, что весь теплоперепад имеет место в бесконечно большом числе условных ступеней, где процесс рассматривается как предельно неравновесный.

Сравнение эффективности процессов проводится коэффициентами снижения располагаемой холодопроизводительности н мощности & детандера, связанными с предельной неравновссностью процесса расширения

е*-

а, к.

Здесь Qop и Ир - холодопроизводагтельность и мощность ТД при равновесном расширении; <20 и N - то же для предельно неравновесного расширения. Расчетами установлено (рис. 15 а, б), что в процессе равновесного

расширения холодопронзводителыюстъ н мощность детандера выше. Степень Ad/do конденсации или пыморажнв°ння водяных паров (рис. 15 в) с увеличением Яд и снижением То растет.

В процессе расширения влажного воздуха располагаемая холодопроизводн-

тельность

Qp =^0 +^Уг11ввТо

1 -тс

tl к

складывается из полезной Qo и затраченной на конденсацию водяных паров Qmn =MLM, при Тг > 273 К, Qkm = AdsLxH+Lw) при Т3 < 273 К. Увеличение Лд и снижение Т0

привод irr (рис. 15 г) к росту относительной полезной холо-допроизводителыюсти Qo/Qp ■

На рис. 16 представлены зависимости относительной температуры Т/Г0 от относительного давления Р/Ро прн равновесном процессе расширения влажного воздуха. Зависимости позволяют построить графики изменения температуры потока вдоль проточной часта турбодстг.п-дера при известном законе распределения давления в нем и процесс равновесного расширения в диаграмме i-d (рис. 12, процесс 0-5).

Т/Тс

0,9

0,8

0,7

«ч"Ч---- Т0 = 323

Го =273 • k N д ч

---- -яд=2

-Яд=6

1 0,8 0,6 0,4

Рис. 16. Зависимость Т/Тв от Р/Р0 для равновесного процесса расширения

Р/Ро

Экспериментальный стснл;. С целью решения ряда научных и технических задач коллективом кафедры ХМУ ОмГТУ при непосредственном участии автора разработан, спроектирован и смонтирован в промышленных условиях экспериментальный стенд (рис.17), предназначенный для совместного производства теплоты и твердого СО* Стенд смонтирован на базе РГХМ и газотурбогенератора, изготовленного из авиационного газотурбинного двигателя.

Стенд расположен на двух этажах общей площадью ~ 300 м2. Металлоемкость установки более 12 тонн. Расход топлива (керосин) ~ 170 кг I. Расход воздуха ~ 2,3 кг/с. Температура газа в камере сгорания — 1150 К. Потребляемая мощность электродвигателем составляет 200 кВт. Стенд оборудован комплексом измерительной и регистрирующей аппаратуры и позволяет проводить испытания турбодегандера на "сухом" и влажном воздухе, "сухих" и влажных ИСТ и в режиме вымораживания С02 из ПСТ.

в атм. Itë— 15

в атм.

атм. воздух

Рис. 17. Схема экспериментального стснда:! - нагнетатель; 2 - теплообменник;

3 - компрессор; 4 - камера сгорания; 5 - газовая турбина; 6 - котел-утилизатор;

7 - влагоотделитель; 8 - блок регенераторов; 9 - турбодетандер; 10 - сепаратор

COj; 11- электродвигатель; 12- мультипликатор; 13-байпасная линия;

14, 15 - регулируемый и дроссельный вентили

Результаты экспериментального исследования. Испытания ТД на «сухом» воздухе показали, что изменение выходного утла a¡c профиля лопаток соплового аппарата является эффективным средством регулирования производительности детандера, позволяющим шме/кгь его пропускную способность более чем в 2 раза при сохранении постоянной яд и изменении КПД в пределах 15 %.

Скоростной коэффициент ç соплового аппарата в исследованном диапазоне по числу Rcc, и Ma не зависит от этих параметров. При уменьшении выходного угла от номинального эффективность соплового аппарата падает.

Сравнительный анализ испытаний детандера на «сухом» и влажном воздухе показал, чш в исследованном диапазоне режимных параметров конденсация водяных ларов не оказывает влияния на расходную характеристику детандера, его КПД и эффективность соплового аппарата. В зависимости от глубины охлаждения влажного воздуха процесс хонденсации водяного пара может закончиться как в проточной части ТД так и за ним.

На рис. 18 показаны зависимости приведенного расхода Gпр = GiF¿ "сухого" воздуха и "сухих" ПСТ и КПД гурбодетандера от степени расширения. Впервые опытами установлено, что характеристики ТД полученные при 24

испытании на «сухом» воздухе, могут быть использованы и для «сухих» ПСТ с массовой концентрацией СО5 по крайней мере до 8 %.

Чд 0,90

0,85 0,80_

Рис. 18. Зависимость йпг и щ от степени расширения щ:

О -Ми = 0,548Ч

V -Ми = 0,652 >• испытания на О -Ми = 0,730 ] «сухом» воздухе,

V-Ми = 0,652 \ испытания на □ - Ми - 0,730.1 «сухих» ПСТ

1,4

1,6

1,8

2,0

Впервые выполненные экспериментальные исследования турбодстандера на влажных ИСТ позволили установить (рис. 19), что:

- конденсация водяных паров в сравнительно небольшом количестве не оказывает влияния на расходную характеристику детандера, его КПД и эффективность соплового аппарата. Процесс расширения протекает со значительной неравноаесностью;

для расчета процесса расширения влажных ПСТ с массовой концентрацией С02 до 8 % мо1уг быть использованы результаты испытаний детандера на «сухом» и влажном воздухе и «сухих» ПСТ.

Пл

0,90-

0,85

0,80_

Рис.. 19. Зависимость СПР и Цдат степени расширения Кд:

о - расширение влажного воздуха при Ми = 0,59; • - расширение влажных ПСТ при Ми = 0,59; 7-Ми = 0,6521 испытания на П - А/и = 0,730 / «сухих» ПСТ

1,4 1,6 1,8 2,0 яя

После охлаждения ИСТ на входе в ТД до температуры, близкой х СОь в смотровые окна, установленные в трубопроводе за ступенью, наблюдалось затуманивание потока частицами СО1 постоянной оптической плотностью. Поле температур вдоль потрка за ступенью оказалось равномерным. При контрольном вскрыт ии ТД отсутствовали какие-либо износы проточной части, вызванные

наличием твердой фракции ОСЬ. Не выявлено налипания СО? на элементы проточной части машины. Детандер работал устойчиво. Повышения вибрации не обнаружено. В исследованной области режимных параметров наличие в потоке твердого СОа не оказывает существетюго влияния на расходную характеристику турбодетандера и эффективность соплового аппарата.

На рис. 20 представлено сопоставление расчетно-теоретических зависимостей изменения давления и температуры ПСТ вдоль проточной части с опытными дашшмн. При этом измерение Р и Т производилось на входе в сопловой аппарат, в осевом зазоре и в выходном патрубке. В качестве начальных условий интегрирования системы уравнений (12) использовались результаты опытов на входе в сопловой аппарат. Измеренные в контрольных сечениях Г и Р отличались от расчетных не более чем на 2,5 %, а масса вымороженного СОг • не более чем на 40 %, что позволяет сделать вывод о хорошей сходимости результатов.

Рис. 20. Сопоставление теоретических зависимостей с опытными данными

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исслсдопшшй процесс расширения ПСТ можно представить в следующем виде:

1) на первом этапе происходит переохлаждение потока. При этом температура ПСТ снижается на 12-13 К по сравнению с температурой насыщения;

2) на втором этапе происходит интенсивное образование зародышей С02 и их рост в результате кристаллизации паров, при этом выделяегсЯ теплота кристаллизации, повышающая температуру потока до температуры насыщения;

3) на третьем этапе продолжается процесс кристаллизации С02 при температуре, близкой к равновесной, при этом теплота кристаллизации компенсируется холодопронзводительностью расширяющегося потока.

Па рис. 21 приведено сопоставление расчстно-теоре-тнческой зависимости удельного выхода твердого С02 с

результатами экспериментов. В опытах кя - 1,79-1,82. Анализ результатов показывает, что относительная погрешность в определении составляет

менее 27 %.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. По результатам литературного обзора исследований процессов расширения парогазовой смеси в турбодетандере и методов их расчета установлено, что до настоящего времени проблема получения твердой или жидкой компоненты из газовой смеси с помощью турбодетандера до конца не решена.

2. Разработана математическую модель процесса расширения ПГС применительно к осевому и радиальному турбодетаидерам с учетом элементов кинетики фазового перехода, реальных свойств рабочего вещества, изменения массы твердой (жидкой) фазы вдоль проточной части машины, работы и теплоты сил зрения. Разработаны алгоритм численного решения и методики аналитической аппроксимации геометрических характеристик ТД и определения шага интегрирования. Математическая модель может бьпь использована применительно к расширению в двухфазную область продуктов сгорания топлива, влажного воздуха, воздуха, азота, водорода, гелия, природного газа и других веществ.

3. Выявлены особенности процесса получения твердого СО! 113 ПСТ, расширяющихся а ТД. Расчетами установлено, что водяные пары и кристаллизация СОз на стенках элементов проточной части ТД играют второстепенную роль в общем процессе кристаллизации С02. Весь процесс гомогенной кристаллизации СО2 приближенно разделяется на три зоны: первая - расширение "сухих" ПСТ и рост переохлаждения, вторая - спонтанная кристаллизация СОз при максимальном ЛГ = 12,5-13 К, третья - рост частиц при малом АГ.

4. Впервые исследовано влияние начальных параметров ПСТ и геометрии проточной части на газодинамику потока, место расположения скачка кристаллизации и размеры частиц СОз. Установлено, что место расположения скачка кристаллизации в проточной части не зависит от % и и находится в последней трети рабочего колеса и что процессом кристаллизации С02 можно управлять изменением выходного угла профиля лопаток соплового аппарата.

27

X X

а Пд- 1,82

О

0,05 0,10 0,15 g0

Рис. 21. Зависимость G-/G от g0: х - результаты экспериментов;--расчетные значения

Диаметр частиц С02 на выходе из рабочего колеса не превышал I мкм, что меньше допустимых размеров по условиям эрозионного износа.

5. Разработана методика термодинамического расчета и на ее основе выполнен анализ энергетических показателей процессов расширения ПСТ. Установлено, что в процессе равновесного расширения холодопроизводительность и масса вымороженного С02 больше, чем при неравновесном. В области Лд < 2,5 и g0 до 0,2 для инженерной практики целесообразно условное расчленение действительного сложного процесса на два простых. Один из них учитывает изменение состояния ПСТ без фазового перехода, а другой - за счет них. Увеличение Пд приводит к росту удельного выхода С02 из ИСТ. На вымораживание С02 расходуется часть холодопроизводительности ТД.

6. Впервые разработаны практические рекомендации по определению места спонтанной кристаллизации С02 в проточной части осевого и радиального детандеров и начала возможного эрозионного износа элементов детандера.

7. Впервые разработана математическая модель процесса расширения влажного воздуха в турбодетандере с учетом элементов кинетики фазового перехода. Выполнен анализ течения переохлажденного потока влажного воздуха. Установлено, что процесс гомогенной конденсации водяного пара происходит в три этапа: 1- рост переохлаждения потока до критического АТК? =- 31-37 К; 2 - интенсивное образование зародышей жидкой фазы и их рост вследствие конденсации паров; 3 - конденсация паров при малом переохлаждении.

8. Разработана методика термодинамического расчета равновесного и неравновесного процессов расширения влажного воздуха и на се основе определены энергетические показатели процессов. Установлено, что в процессе равновесного расширения холодопроизводительность и мощность детандера выше. Увеличение лд и Т0 приводит к росту относительной полезной холодопроизводительности.

9. Впервые на базе регенеративной газовой холодильной машины и газотурбогенератора, изготовленного из авиационного газотурбинного двигателя, создана установка для комплексного производства теплоты, холода и твердого С02 с высокой эколожческой эффективностью, связанной со снижением выбросов С02 в атмосферу.

10. Выполнены испытания турбодетандера на "сухом' и влажном воздухе, "сухих" и влажных ПСТ и в режиме вымораживания С02 из ПСТ. Испытания ТД на "сухом" воздухе показали, что изменение выходного угла профиля лопаток соплового аппарата является эффективным способом регулирования производительности детандера. В зависимости от глубины охлаждения влажного воздуха процесс конденсации водяного пара может закончиться как в проточной части детандера, так и за ним. Установлено, что для расчета процесса расширения влажных ПСТ с массовой концентрацией С02 до 8 % могут быть использованы результаты испытаний детандера на "сухом" и влажном воздухе и "сухих" ПСТ. Эксперименты впервые подтвердили принципиальную возможность получения твердого СО? из ПСТ, расширяющихся в ТД. Детандер работал устойчиво. Повышения вибрации обнаружено не было.

28

11. Результаты работы внедрены и использованы в Омском моторостроительном конструкторском бюро, СЗО и Сибирском отделении ВНИПИэнергопроме, НПО ЦКТИ, при создании опытно-промышленной установки для совместного производства теплоты и твердого СО2 в НПО "Снбкриотехннка", а также в учебном процессе.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Галдин В.Д. К вопросу регулирования теплохладоэнергстического агрегата// Повышение эффективности холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр. -Л., 1982.-С. 114-120.

2. Галдин В.Д., Карачкова И.Р. Зксперимснталышй стенд для исследоватш турбодетандера// Совершенствование холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. науч. тр. - Омск, 1984,- С. 59-64.

3. Галдин В.Д., Гриценко В.И. Экспериментальное исследование турбодетандера с поворотным сопловым аппаратои// Тез. докл. Всесоюз. науч.-техи. конф. "Микрохриогошая техника - 84". - М., 19S4. - С. 50.

4. Гриценко В.И., Галдин В.Д. Экспериммгталыюе исследование турбодетандера с поворотным сопловым аппарате!.!// Тез. до ¡сл. краевой пауч.-техн. конф. "Интенсификация работы холодильных установок". - Владивосток,

1985. - С. 5-6.

5. Гриценко В.И., Галдин В.Д., Гргйлтгх А.А. Методика расчета параметров двухфазного потока в турСодетавдере ТХЗА// Тез. дохл. Всссоюз. науч.-практ. конф. "Интенсификация производства и применения искусственного холода. - Л.,

1986.-С. 108-109.

6. Гаддин В.Д. Методика распета параметров дзухфазного потока в турбодетандере// Интенсификация процессов пищевых производств, управление, машины и аппараты: Межвуз. сб. науч. тр. - Л., 1987. - С. 129-134.

7. Гадднн В.Д., Грнценко В.И. Некоторые вопросы расчета двухфазных потоков в турбодеггапдере н их энергетические характеристики// Повышение эффективности компрессорных и теплоиспользующнх холодильных малпш: Межвуз. сб. науч. тр. - Л., 1987. - С. 78-83.

8. Гриценко В.И., Гаддин В.Д. Результаты теоретического исследования двухфазного потока в осевом турбодетандере// Процессы переноса в системах кондиционирования воздуха, в холодильных и криогенных установках: Межвуз. сб. науч. тр. - Л., 1987. - С. 45-50.

9. Галдш! В.Д. Расчетное исследование состава дымовых газов для установки получения твердого диоксида углерода/ Омский политех, im-r. - Омск, 1991. - б с. - Дсп. в ЦИНТИХнмнефтемаш 25.06.91, № 2102.

10.Гаддин В.Д. Влюпше начальпых параметров рабочего вещества и геометрии проточной части турбодетандера на процесс кристаллизации диоксида углерода// Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. «Соврсметюе состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в эиергостроекни». - Иваново, 1989. -С.26-27.

П.Галднн В.Д. Выбор шага интегрирования при расчете течения двухфазного потока в проточной части турбодсгандера и аналитическая аппроксимация его геометрических характеристик// Тез. докл. Всесоюз. науч,-техн. копф. «Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности». - Владивосток, 1989. - С. 18-19.

12.Гадцин В.Д. Аналитическая аппроксимация геометрических характеристик проточной части осевого детандера и выбор шага интегрирования при расчете течения// Повышение эффективности паровых и газовых холодильных машин и процессов тепломассоперсноса: Мсжвуз. сб. науч. тр. - Л., 1989.-С. 45-49.

13.Галдаш В.Д. Влияние параметров дымовых газов на процесс кристаллизации в турбодетаидерс// Тез. докл. Всесоюз.науч.-тсхн. конф. «Холод -народному хозяйству». - Л., 1991. - С. 52-53.

14.Галдин В.Д. Влияние параметров рабочего вещества на процесс кристаллизации диоксида углерода в турбодетаидерс/ Омский политех, ин-т. -Омск, 1992. - б с. - Деп. в ЦИПТ11Хп.\1нсфтсмад! 25.05.92, № 2203.

15.Галдин В.Д. Получите твердого диоксида углерода из расширяющегося газового потока: Учеб. пособие, - Омск: Изд. ОмПИ, 1993. - 60 с.

16.Гаддин В.Д. Анализ процессов расширения парогазовой смеси в турбодетаидерс// Повышение эффективности холодильных машин и установок низкопотенциалыюй энергетики: Мсясвуз. сб. науч. тр. - С.-Пб., 1993. - С. 24-29.

17.Галдш1 В.Д. Влияние параметров продуктов сгорания топлива на процесс кристаллизации диоксида углерода в турбодетаидерс/ Омский гос. техн. ун-т. -Омск, 1994. - 5 с. - Деп. в ВИНИТИ 09.12.94, Яа 2686-В94.

18.Галдин В.Д. К анализу процессов расширения дымовых газов в турбодетаидерс// Тез. докл. XXX науч. копф. профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов «Ресурсосберегающие технологии. Проблемы высшего образовшпш». - Омск, 1994. - Кн. 1. - С. 124.

19.Галдин В.Д. Влияние параметров дымовых газов на процесс кристаллизации С02 в турбодетаидерс// Тез. докл. X междунар. науч.-техн. конф. по компрессорной технике. - Казань, 1995. - С. 237-238.

20.Галдин В.Д., Терентьсп Ю.Д. Анализ процессов расширения дымовых газов в турбодетаидерс// Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». - Омск, 1995. - Кн. 1. - С. 135.

21.Галдин В.Д. Результаты теоретического исследования процесса кристаллизации С02 из расширяющегося потока дымовых газов// Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». • Омск, 1995.-Юг. 1.-С. 136.

22.Гаддин В.Д. Определение критического давления для процесса расширения дымовых газов в турбодетаидерс// Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». - Омск, 1995. - Кн. 1. - С. 137.

23.Гаддин В.Д., Терентьев Ю.Д. Особенности процесса расширения дымовых газов в турбодетаидерс// Науч. тр. - Вып. 6. - Владивосток, 1995. - С. 133-136.

24.Галдим В.Д. Критическое давление для процесса кристаллизации С02 из расширяющегося потока продуктов сгорания топлива в турбодетандере/ Омский гос. техн. ун-т. - Омск, 1996. - 6 с. - Дсп. в ВИНИТИ 16.02.96, № 505-В96.

25.Галднн В.Д. Математическая модель процесса расширения природного газа в турбодетандере// Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Нефть и газ Западной Сибири». - Тюмень, 1996. - Кн. 2. - С. 75-76.

26.Галдин В.Д. Прогнозирование эрозионного износа проточной части тур-бодетандера в режиме получения твердого СО у/ Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Холод и пищевые производства». - Санкт-Петербург, 1996. - С. 48-49.

27.Гадцин В.Д. Математическая модель процесса расширения влажного воздуха в турбодетандере// Тез. докл. Междунар. конф. «Математические модели и численные методы механики сплошных сред». - Новосибирск, 1996. - С. 202.

28.Гадцин В.Д. Формирование твердой фазы С02 в расширяющемся потоке продуктов сгорания топлива// Пути повышения эффективности процессов и оборудования низкотемпературной техники и пищевых технологий: Межвуз. сб. науч. тр. - С.-Пб., 1996. - Вып. 2. - Деп. в ВИНИТИ 17.10.96, J63059-B96.

29.Голдин В.Д. Математическая модель процесса расширения влажного воздуха в турбодетандере/ Омский гос. техн. ун-т. - Омск, 1996. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 20.11.96, № 3369-В96.

30.Гадщш В.Д. Результаты теоретического исследования процесса расширения влажного воздуха в турбодетандере/ Омский гос. техн. ун-т. - Омск, 1996. - 6 с. - Дсп. в ВИНИТИ 06.12.96, №3546-В96.

31.Галдин В.Д. Влияние влажности юоздуха на энергетические характеристики турбодетапдера/ Омский гос. техн. ун-т. - Омск, 1996. - 8 с. - Дсп. в ВИНИТИ 06.12.96, № 3548-В96.

32.Галдин В.Д. Влияние температуры воздуха на процесс конденсации водяного пара в турбодетандере/ Омский гос. техн. ун-т. - Омск, 1996. - 6 с. - Деп. в ВИНИТИ 23.12.96, № 3743-В96.

33.Гаддин В.Д. Влияние геометрии проточной части турбодетапдера на процесс кристаллизации диоксида углерода/ Омский гос. техн. ун-т.- Омск, 1997. -6 с. - Дсп. в ВИНИТИ 24.01.97, № 211-В97.

34.Galdin V.D. The theoretical study of the moisture - laden air expansion in the expander// Thcsises of report International Scientific Conference "Rational Use of Secondary Products in Agriculture". - Krasnodar, 1997. - S. 223-224.

35.Гаддин В.Д. Энергетические характеристики процесса расширения ПСТ в турбодетандере// Тез. докл. 2-й междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». - Омск, 1997. - Кн. 2. - С. 14.

36.Гаддин В.Д., Терешъев Ю.Д. Методика расчета процесса вымораживания СОг из дымовых газов в турбодетандере// Тез. докл. 2-й меокдунар. науч.-техн. конф. «Динамике систем, механизмов и машин». - Омск, 1997. - Кн. 2. - С. 15.

37.Гащрш В.Д. Энергетические характеристики процесса расширения продуктов сгорания топлива в турбодетандере// Криогенное и холодильное оборудование и технологии: Сб. науч. тр. - Омск; 1997. - Вып. 1, ч. 1. - С. 110-113.

38 Ас. 851027 СССР, МКИ F 25 В 29/00. ТеплохладоэнергетическиЙ агрегат/ В.И. Гриценко, В.Д. Гадцин, А.П. Болштянскнй и Ю.Д. Терентьсв (СССР). -2839052/23-06;Заявлено 11.11.79;Опубл.30.07.81,Бюл. №28.

39Ас.1038757 СССР, МКИ F 25 В 29/00. Комбштрованная установка для производства тепла и двуокиси углерода/ В.И. Гриценко, Ю.Д. Терсшъев, ЕЛ. Борочнн, В .Д. Галднн н A.B. Приходчспко (СССР). - 3425713/23-06; Заявлено 16.04.82; Опубл. 30.08.83, Бюл. № 32.

40.A.c. 1041832 СССР, МКИ F 25 В 29/00. Установка для совместного производства тепла н углекислоты/ В.И. Гриценко, Ю.Н. Панин, A.B. Приход-ченко н В.Д. Гацдин (СССР). - 3425712/ 23-06; Заявлено 16.04.82; Опубл. 15.09.83, Бюл. Кг 34.

41.A.с. 1092337 СССР, МКИ F 25 В 29/00. Тсплохладоэнергетический агрегат/ Е.Я. Воронин, В.Д. Галдип, В.И. Гриценко и C.B. Растворов (СССР). -3562888/23-06;3аявлено 03.03.83; Опубл. 15.05.84, Бюл. № 18.

42 Ас. 1229529 СССР, МКИ F 25 В 11/00. Способ получения тепла, холода н твердой углекислоты/ ЕЛ. Борочнн, Я.В. Гааг, В.Д. Гаддин и В.И. Гриценко (СССР). - 3646605/23-06; Заявлено 28.09.83; Опубл. 07.05.86, Бюл № 17.

43.1537986 СССР, МКИ F25 В 29/00. Теплохладоэнергстпческий агрегат/ Е.Я. Борочнн, В.Д. Гацдин, В.И. Гриценко и C.B. Растворов(СССР). -4404143/23-06. Заявлено 05.04.88; Опубл. 23.01.90, Бюл. № 3.

Подписано к печати 29.10.98. Формат 60x841/16. Бум. писчая. Печать офсетная Печ. л.2,0. Тираж 100 экз. Заказ № I'75.

ИПЦ Санкт-Петербургской государственной академии холода н пищевых технологий. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

1.СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О РАБОТЕ ТУРБОРАСШИРИ-ТЕЛЬНЫХ МАШИН В ДВУХФАЗНОЙ ОБЛАСТИ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1.Применение турборасширительных машин для работы на парогазовой смеси.

1.2.Теоретические и экспериментальные исследования процессов расширения парогазовой смеси в турбодетандере.

1.3.Особенности работы турбодетандеров в двухфазной области

1.4.Состояние исследований процесса кристаллизации диоксида углерода в объеме газового потока, расширяющегося в турбодетандере

1.5.Цели и задачи исследования.

2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРОЦЕССОВ РАСШИРЕНИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ В ТУРБОДЕТАНДЕРЕ.

2.1. Элементы кинетики фазового перехода.

2.2. Математическая модель течения парогазовой смеси с образованием новой фазы в проточной части турбодетандера

2.3. Аналитическая аппроксимация геометрических характеристик проточной часта турбодетандера и выбор шага интегрирования при расчете течения.

2.4. Алгоритм численного решения системы уравнений течения парогазовой смеси.

3. ПОЛУЧЕНИЕ ТВЕРДОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ИЗ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА, РАСШИРЯЮЩИХСЯ В ТУРБОДЕТАНДЕРЕ.

3.1. Особенности процесса расширения ПСТ в турбодетандере

3.2. Компонентный состав ПСТ и его теплофизические свойства

3.3. Результаты теоретического исследования процесса расширения ПСТ в проточной части турбодетандера.

3.4. Энергетические характеристики процесса расширения ПСТ в турбодетандере

4. РАСШИРЕНИЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА В ТУРБОДЕТАНДЕРЕ

4.1. Процессы расширения влажного воздуха.

4.2. Основные уравнения течения влажного воздуха в турбодетандере

4.3. Анализ течения переохлажденного пара в турбодетандере

4.4. Влияние влажности на энергетические характеристики процесса расширения влажного воздуха в турбодетандере.

5. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

ТУРБОДЕТАНДЕРА.

5.1. Схема экспериментального стенда.

5.2. Теплофизические измерения при испытаниях. Оценка погрешностей экспериментальных данных.

5.3. Методика проведения испытаний.

6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ

ОСЕВОГО ТУРБОДЕТАНДЕРА.

6.1. Основные результаты исследования характеристик турбодетандера на "сухом" воздухе.

6.2. Результаты исследования режимов работы детандера на влажном воздухе.

6.3. Опытное исследование режимов работы ступени детандера на "сухих" продуктах сгорания топлива.

6.4. Исследование характеристик детандера на влажных продуктах сгорания топлива.

6.5. Результаты экспериментального исследования турбодетандера в режиме получения твердого С

7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ щи- абсолютная, относительная и окружная скорости, м/с; со - условная скорость, рассчитанная по теплоперепаду, м/с; М- число Маха; со - частота вращения, 1/с; Я - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); а, Р - углы между вектором и и векторами с и щ град ; - угол атаки, град; энтальпия, Дж/кг; номер сечения, индекс компонента; D - диаметр, м;

I - хорда профиля, м; работа, Дж/кг; длина свободного пробега молекулы, м; х - координата, отсчитываемая вдоль средней линии тока, м; F - площадь, м2; aie - выходной угол сопловых лопаток, град; fiiK - входной угол рабочих лопаток, град; Р- давление, Па; Т- температура, К; t - температура, °С; р - плотность, кг/м3; степень реактивности; v - удельный объем, м3/кг; G - массовый расход, кг/с; Q - холодопроизводительность, Вт; п- степень расширения; rj - коэффициент полезного действия (КПД), коэффициент динамической вязкости, кг/(м с); q - теплота, Дж; сР - теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг-К); Я - газовая постоянная, Дж/(кг-К); к - показатель изоэнтропы; Z - коэффициент сжимаемости; X - удельная теплота кристаллизации, Дж/кг; у- свободная поверхностная энергия образования зародыша, н/м; сг~ поверхностное натяжение, н/м; Ая - число Кнудсена; Ее- числоРейнольдса; ц - молекулярная масса, кг/кмоль; г - объемная концентрация, радиус частиц, м; g - массовая концентрация; й- влашсодержание; (р, у/- скоростные коэффициенты соплового аппарата и рабочего колеса;

- коэффициент снижения располагаемой холодопроизводительности; коэффициент снижения массы вымороженного С02; I - скорость ядрообразования, 1/(м3-с), энтальпия, Дж/кг; п - число молекул.

ИНДЕКСЫ И СОКРАЩЕНИЯ

0 - сечение на входе в сопловой аппарат;

1 - сечение за сопловым аппаратом;

2 - сечение за рабочим колесом; - параметры заторможенного потока; г - горло, газ; к, ср, п - соответственно корневое, среднее и периферийное сечения; д- детандер; т- твердый; ж- жидкий; с- диоксид углерода; п- пар; св - сухой воздух; о - кислород; п - азот; ост- остаточный; см - смесь; равн - равновесный; п - число условных ступеней, пар, номер сечения; кр - критический, кристаллический; тр - трение; субл- сублимация; пр- приведенный; е.- насыщение; ос - окружающая среда; ПСТ - продукты сгорания топлива; С02- диоксид углерода; ТХЭА - теплохладоэнергетический агрегат.

Остальные условные обозначения, индексы и сокращения поясняются в тексте работы.

В последние десятилетия ввиду интенсивного развития многих существующих отраслей техники и возникновения новых, рабочие процессы в которых сопровождаются проникновением в двухфазную область с образованием парожидкостных систем и систем с твердыми включениями, наблюдается повышенный интерес к проблемам течения двухфазных сред. Многочисленные экспериментальные данные о работе сопел и турбин показывают, что основной особенностью таких течений является процесс сильного переохлаждения среды, завершающийся скачкообразной конденсацией и интенсивным локальным выделением теплоты.

Исследованию течений сжимаемых сред с конденсацией посвящено большое число работ. Наибольшее число из них относится к гомогенной спонтанной конденсации в стационарных сверхзвуковых сопловых потоках паров и парогазовых смесей [6, 167, 172, 173, 186,220].

С процессом сверхзвукового двухфазного обтекания тел приходится сталкиваться в транспортных устройствах при рассмотрении вопросов защиты от эрозии входов воздушных реактивных двигателей, в космической технике при разрушении теплозащитных покрытий космических кораблей во время их движения в атмосфере, в сепарационных схемах жидко-металлических МГД-генераторов и других областях техники [133,184,193].

Сложные проблемы, связанные с нестационарными и неравновесными газодинамическими процессами, возникают при решении задач о сверхзвуковых аэродинамических трубах, образовании аэрозолей, получении высокодисперсных металлических порошков путем закалки плазменной струей, лазерном термоядерном синтезе, горении и взрыве, прямом преобразовании тепловой энергии в электрическую, и особенно при решении проблем влагообразования в последних ступенях мощных конденсационных турбин и турбин атомных электростанций. К их числу относятся турбины, работающие на парах таких металлов, как ртуть, натрий, калий. Двухфазная среда в ступенях таких турбин движется с большими скоростями и характеризуется значительной метастабильностью (переохлаждением парового потока и перегревом капельной влаги)[41, 102,118,119,123,143,144, 176,185, 189-191, 206,215].

В практике имеются случаи работы турбины на двухфазных потоках с твердыми частицами. Например, газовая турбина [42], включенная в технологическую схему Гудри на нефтеперерабатывающих заводах, работает на горячих газах (Т = 820-870 К) со значительным содержанием фарфора, используемого в качестве катализатора. Твердые частицы содержатся в продуктах сгорания жидких или твердых топлив с присадками алюминия, магния и др. Наконец, большое число твердых частиц может содержаться в продуктах сгорания золосодержащих мазутов и твердого пылевидного каменно-угольного топлива мощных газотурбинных установок.

Большая значимость проблем физической газодинамики и механики многофазных сред привела к появлению ряда работ, обобщающих разделы этой области знаний [36, 42, 103, 122, 138, 139, 163, 164, 170, 187, 188, 196,201].

Особую актуальность газодинамика двухфазных сред приобрела в холодильной и криогенной технике, где нашли широкое применение турборасширительные машины, работающие на парогазовой смеси -двухфазные турбодетандеры. Двухфазные турбодетандеры предназначены для преобразования энергии с отдачей внешней работы потоков рабочего вещества, которые в процессе снижения давления могут менять свое агрегатное состояние в проточной части машины - конденсироваться, вымораживаться, вскипать.

Основные области применения двухфазных турбодетандеров -криогенные циклы, технологические системы газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности, системы утилизации вторичных ресурсов, установки кондиционирования воздуха [8, 13, 28, 58, 110, 112, 157, 158,210].

Важное место в холодильной технике занимает твердый диоксид углерода (С02, "сухой" лед), который находит весьма широкое применение [58, 141, 179] благодаря ряду достоинств, обусловленных простотой его использования, возможностью получения низких температур, достаточно большой объемной и массовой холодопроизводительностям, отсутствием влаги и т.д.

В нашей стране основное применение и производство твердого С02 приходится на пищевую промышленность, где он используется в основном для хранения, транспортировки и реализации мороженого. Кроме этого, твердый С02 применяется для увеличения холодильных мощностей при пиковых сезонных нагрузках, упаковки продуктов, хранения охлажденного мяса в регулируемой атмосфере с целью увеличения продолжительности хранения и улучшения его качества [160,164].

Твердый С02 нашел широкое применение в технологических процессах машиностроения, например при холодной посадке деталей, холодной закалке специальных сталей, сварке в среде газообразного С02, для очистки поверхностей деталей и узлов от краски и эпоксидных смол, в химической промышленности при обработке пластмасс и резинотехнических изделий. Твердый С02 применяют в качестве реагента для вызывания искусственных дождей и при производстве биомассы, например, для выращивания хлореллы [165].

Жидкого С02 в нашей стране производится в 5 раз больше, чем твердого. Основное свое применение он находит в сварочном производстве. Жидкий С02 используется в металлургии для создания литейных форм, в машиностроении для обработки металлов резанием, при заточке инструментов. Крупным потребителем жидкого С02 является пищевая промышленность. В последнее время наметились перспективы применения С02 для интенсификации нефтедобычи [147].

Как видно, газообразный, жидкий и твердый С02 находит широкое применение. В то же время, по данным ВНИКТИхолодпрома, существующее производство С02 отстает от потребности в нем почти на 45 % [141]. Дефицит производства вызывается использованием недостаточно эффективных технологий и оборудования, сезонностью производства и потребления продукта и низким коэффициентом использования мощностей.

Существующая технология производства твердого С02, основанная на базе специального сжигания топлива, отличается большой энерго-, металле- и трудоемкостью, сложностью процесса, низкими экономическими показателями и может быть организована при достаточно крупном потребителе.

Анализ развития производства диоксида углерода указывает на то, что важное место в недалеком будущем займет перспективный способ получения твердого С02 из продуктов сгорания топлива путем его вымораживания в потоке, расширяющегося в турбодетандере газовой холодильной машины или установке для комплексного производства теплоты и твердого С02 (ТХЭА - теплохладоэнергетический агрегат). Этот способ представляет собой новое техническое решение в холодильной технике, позволяющее с высокой эффективностью производить твердый С02 [35, 58, 63, 84, 96]. Отличительной особенностью этого способа является работа турбодетандера в условиях фазового превращения части рабочего вещества, когда возможно образование в проточной части машины крупных кристаллов СОъ способных привести к повышенным газодинамическим потерям, неустойчивой работе машины и эрозионному износу элементов проточной части.

Следует отметить, что при получении С02 из ПСТ достигается значительный экологический эффект, связанный со снижением выброса С02 в атмосферу. Повышение содержания С02 в атмосфере крупных городов и промышленных центров приводит к значительному повышению температуры окружающего воздуха - возникает так называемый "парниковый эффект". Согласно имеющимся данным, концентрация С02 возрастает на 0,5 % в год. По расчету специалистов предотвращение экологической катастрофы возможно только при снижении выбросов С02 к 2005 г. на 20 % и к 2050 г. в 1,5 раза [5, 7, 33, 106, 111].

В последнее время важное место в производственных, общественных и жилых помещениях стали занимать системы кондиционирования воздуха с воздушными турбохолодильными машинами [46, 149-157, 200]. Здесь термодинамические процессы обработки влажного воздуха при его расширении в турбодетандере сопровождаются резким изменением давления и температуры, значительной глубиной и высокой скоростью охлаждения сразу во всем объеме потока. В результате этого возрастает влияние влагообмена приготовляемого воздуха на промежуточные и конечные параметры его состояния и возникают метастабильные состояния и состояние тумана. Исследование процесса течения в проточной части турбодетандера влажного воздуха с конденсацией водяных паров на базе кинетики фазовых превращений открывает путь к пониманию сущности процесса и устанавливает принципы его управления.

6.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДЕТАНДЕРА НА ВЛАЖНОМ ВОЗДУХЕ

Экспериментальные исследования режимов работы турбодетандера на влажном воздухе проведены с целью выявления особенностей процессов расширения и получения характеристик машины для дальнейшего изучения процесса расширения продуктов сгорания топлива в режиме с капельной жидкостью.

При исследовании температура на входе в ступень соответствовала температуре сухого насыщенного пара Т0 = 303-283 К, начальное влагосо-держание d0 = 0,004-0,019 кг/кг с.в., число Маха Mv= 0,58-0,60 (0,59). На рис. 6.7 представлены основные результаты испытаний турбодетандера на влажном воздухе при различных углах а1С в сопловом аппарате.

Анализ зависимостей приведенного расхода GnP влажного воздуха через турбодетандер от степени расширения лд (рис. 6. 7 ) показывает, что конденсация водяных паров ААЖ< 0,01 кг/кг с.в. в пределах точности опытов не оказывает влияния на расходную характеристику детандера.

Коэффициент полезного действия щ определялся отношением действительного изменения теплосодержания h к располагаемому теплоперепаду ht : где срвв и к - теплоемкость и показатель адиабаты влажного воздуха.

Действительное изменение теплосодержания определяется разностью энтальпий для насыщенного воздуха на входе 10 и выходе г2 из детандера r]=h/ht.

Располагаемый теплоперепад находился по выражению

Зависимости приведенного расхода Спр "сухого" и влажного воздуха и КПД Цдтурбодетандера от степени расширения *д

Спр. 10*, мс/К"

17

15

13

11 Лд

0,80

0,75

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0 2,2 я,

1 - сцс = 9°28'; 2 - оцс = 13°; 3 - сцс = 15°13'; о - Ми = 0 548 1 И „

V Ми ~ 0 652 } РасшИРение сухого воздухе

• - расширение влажного воздуха при Ми = 0,59 h = i0-i2.

Энтальпия h ~ cpcb к + ¿o (срп к + h = cpcbK + dAfmU + L) + ^dMCPMt2 + ^л (срлК - L№)9 где Срсв и cPn - теплоемкость сухого воздуха и водяных паров; L - теплота конденсации водяных паров; LKP - теплота кристаллизации воды; СрЖ и срЛ - теплоемкость воды и льда; d2 - влагосодержание насыщенного воздуха за ступенью детандера; Айж и Айл - масса взвешенной в потоке жидкости и ледяных частиц.

Функции Айж и Adji согласно [157] имеют вид

А^ж=(1 -Afa-dJ,

Adjt = A(d0-d2), где А - функция перехода жидкости в лед, которая на основе экспериментальных данных определяется следующим образом:

0 при t2 > -15 °С, А = -((-0,04 t2- 0,6) при -40 °С <*2<-15°С,

1 при t2 < -40 °С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Разработаны физическая и математическая модели одномерного течения парогазовой смеси в проточной части осевого и радиального турбодетандеров с частичной конденсацией (кристаллизацией) рабочего вещества. Течение смеси описывается общими законами сохранения массы и энергии, состояния и количества движения в сочетании с кинетическими представлениями о процессах формирования и роста устойчивых центров конденсации (кристаллизации). Модель учитывает реальные свойства рабочего вещества, изменение массы жидкой (твердой) фазы вдоль проточной части машины и работу сил трения.

Разработаны рекомендации по аналитической аппроксимации геометрических характеристик турбодетандера, положения по определению шага интегрирования системы дифференциальных уравнений течения парогазовой смеси и алгоритм численного решения системы уравнений.

2. Впервые разработана условная диаграмма Т-8 для продуктов сгорания топлива в области кристаллизации паров С02 . Выполнен анализ и выявлены особенности процесса расширения ПСТ с кристаллизацией С02 с помощью диаграммы Линии Вильсона на диаграмме позволяют определить критическое давление, при котором происходит спонтанная кристаллизация С02. Разработана методика и получены аналитические зависимости для определения критического давления.

3. Впервые в результате расчетно-теоретического исследования процесса расширения ПСТ в турбодетандере, с использованием разработанной математической модели, установлено, что процесс расширения метастабилен, срабатывание большей части теплоперепада в проточной части машины не приводит к заметному развитию процесса кристаллизации, скачок кристаллизации заканчивается в пределах проточной части детандера, при этом перенасыщение резко снижается. Процесс расширения приближенно разделяется на три зоны: первая - расширение «сухих» ПСТ и рост переохлаждения, вторая - спонтанная кристаллизация при максимальном переохлаждении, третья - рост твердых частиц при малом переохлаждении. В исследованном диапазоне параметров и геометрии проточной части детандера размеры частиц С02 на выходе из рабочего колеса не превышают 1 мкм, что меньше допустимых размеров по условиям износа.

4. Впервые с помощью диаграммы Т-8 выполнен анализ энергетических характеристик возможных процессов расширения ПСТ. Установлено, что холодопроизводительность детандера и масса вымороженного С02 в процессе равновесного расширения больше, чем в случаях неравновесного и предельно неравновесного расширения.

Впервые разработана методика термодинамического расчета равновесного и неравновесных процессов расширения ПСТ в турбо-детандере. В результате расчетно-теоретического исследования процессов установлено, что процесс равновесного расширения энергетически более выгоден, чем неравновесные. Холодопроизводительность детандера и масса вымороженного С02 при степени расширения Жд = 2,0-8,0 и массовой концентрации ^с = 0,05-0,2 для равновесного процесса на 5-15 % больше, чем в случае предельно неравновесного расширения. Выявлено, что рост §с в ПСТ приводит к уменьшению степени вымораживания С02 ОтЮс и к увеличению удельного выхода твердого С02 (Уу/С, но только до некоторого предела, после которого Су/С остается постоянным. При Жд = = 2-4 максимальный выход твердого С02 достигается при gc = 0,12-0,15. Увеличение Жд приводит к росту бг/Сгс и увеличению С7/6\

Анализ результатов расчета показал, что для инженерной практики при расчете процесса расширения ПСТ в области яд < 2,5 и gc < 0,2 целесообразно условное расчленение сложного процесса на два простых, один из которых учитывает изменение состояния ПСТ без фазового перехода, а другой - за счет их.

В результате расчетного исследования получены зависимости, позволяющие строить графики изменения температуры потока ПСТ в турбодетандере и определить место спонтанной кристаллизации С02 и начало возможного эрозионного износа проточной части.

5.Впервые разработаны физическая и математическая модели одномерного течения влажного воздуха в проточной части осевого и радиального турбодетандеров с частичной конденсацией водяных паров. В результате расчетно-теоретического исследования установлено, что процесс расширения влажного воздуха метастабилен. Срабатывание большей части теплоперепада не приводит к заметному развитию процесса конденсации водяного пара - поток перенасыщен.

При достижении в проточной части турбодетандера критического переохлаждения наблюдается скачок конденсации, который происходит на относительно малой длине и завершается резким снижением переохлаждения. Процесс конденсации в этом случае условно разделяется на три фазы: первая - расширение воздуха без конденсации водяных паров, вторая - спонтанная конденсация паров при максимальном переохлаждении, третья - рост капель жидкости при малом переохлаждении. Спонтанная конденсация наблюдается при достижении критического переохлаждения АТКР = 32-37 К. Если при расширении в проточной части не достигнуто критическое переохлаждение, то процесс конденсации разделяется на две зоны: первая - расширение воздуха без конденсации водяных паров, вторая - конденсация паров.

При постоянной степени расширения в зависимости от температуры потока на входе в турбодетандер процесс конденсации водяного пара может закончиться как в проточной части, так и за ней. При снижении Т0 процесс конденсации смещается вниз по потоку и выходит за рабочее колесо машины. Расчетами не выявлено заметного влияния конденсации водяного пара на характер изменения давления, плотности и скорости потока вдоль проточной части турбодетандера.

6. Разработаны методики термодинамического расчета равновесного и предельно неравновесного процессов расширения влажного воздуха в турбодетандере. Получены их энергетические характеристики. При степени расширения жд = 2-6 и температуре Т0 - 273-313 К на входе при равновесном процессе холодопроизводительность и мощность детандера соответственно на 2-14 % и 2-7 % больше, чем при предельно неравновесном расширении. Подтверждена для инженерной практики правомерность условного расчленения процесса расширения влажного воздуха на два простых, один из которых учитывает изменение состояния без фазового перехода, а другой - за счет их.

В результате расчетного исследования получены зависимости, позволяющие строить графики изменения температуры потока и массы, сконденсировавшихся водяных паров вдоль проточной части турбодетандера, и прогнозировать возможность эрозионного износа элементов машины.

7. Впервые на основании результатов решения математической модели процесса течения влажного воздуха в турбодетандере с учетом элементов кинетики фазовых превращений и методики термодинамического расчета равновесного и предельно неравновесного процессов расширения выполнена интерпретация и анализ процессов расширения влажного воздуха в диаграмме 1-й. Результаты исследования полнее раскрывают особенности течения влажного воздуха в детандере и позволяют более правильно отображать и анализировать процессы расширения в диаграмме /-¿/для влажного воздуха.

8. Впервые в мировой практике на базе турбокомпрессорных машин и элементов малоразмерного газотурбинного двигателя разработан, спроектирован и создан опытно-промышленный теплохладоэнер-гетический агрегат для комплексного производства теплоты и твердого диоксида углерода (экспериментальный стенд). Стенд позволяет проводить опытное исследование характеристик турбодетандера на «сухом» и влажном воздухе, «сухих» и влажных продуктах сгорания топлива, а также в режиме вымораживания С02 из потока ПСТ. Разработанная методика проведения испытаний и комплекс измерительной и регистрирующей аппаратуры позволяют с достаточной точностью определять параметры, разносторонне характеризующие рабочий процесс в турбодетандере в широком диапазоне режимных параметров. В целом за период освоения агрегат наработал более 3000 часов, в том числе более 300 часов в режиме вымораживания С02.

9. Получены характеристики турбодетандера на «сухом» воздухе в широком диапазоне выходных углов Щс лопаток соплового аппарата. Изменение угла а ¡с является эффективным средством регулирования производительности турбодетандера, позволяющим изменять его пропускную способность более чем в 2 раза при сохранении постоянной величины срабатываемого перепада давлений и изменении КПД турбодетандера в пределах 15 %.

Испытаниями турбодетандера на влажном воздухе установлено, что характер зависимостей КПД и расхода для различных а1С в сопловом аппарате аналогичен зависимостям, полученным при расширении «сухого» воздуха. Процесс расширения влажного воздуха протекает со значительной неравновесностью. В зависимости от глубины охлаждения процесс конденсации водяного пара может закончиться как в проточной части детандера, так и за ним.

Впервые получены характеристики турбодетандера на «сухих» и влажных продуктах сгорания топлива. Установлено, что характеристики детандера, полученные при испытании на «сухом» воздухе, могут быть использованы и для «сухих» ПСТ с массовой концентрацией диоксида углерода до 8 %. Конденсация водяных паров Айж < 0,01 кг/кг с. пет не оказывает влияния на расходную характеристику турбодетандера. Для расчета процесса расширения влажных ПСТ с массовой концентрацией С02 до gc = 0,08, влагосодержанием до й0 = 0,017 кг/кг с.пет при Т0 ~ ~ 293 К и (р = 100 % могут быть использованы результаты испытаний детандера на влажном и "сухом" воздухе, а также на "сухих" ПСТ.

Экспериментами доказано, что работа осевого турбодетандера на влажных ПСТ может быть достаточно надежной при температуре на выходе из ступени до -15 °С. В исследованном диапазоне параметров процесс расширения ПСТ протекает со значительной неравновесностью . В зависимости от глубины охлаждения процесс конденсации водяного пара может закончиться как в проточной части детандера, так и за ним.

10. Впервые в мировой практике доказана возможность получения твердого диоксида углерода путем его вымораживания в объеме потока продуктов сгорания топлива, расширяющихся в турбодетандере. Процесс вымораживания С02 идет устойчиво. Износа проточной части, вызванного наличием твердой фракции С02, не выявлено. Повышения вибрации детандера и забиваемости проточной части не обнаружено.

1. Адлер В.М., Соколов Ю.Е. К вопросу об образовании тумана на выходе из воздушного турбодетандера// Изв. вузов. Энергетика. 1968. -№9.-С. 58-61.

2. Адлер В.М., Соколов Ю.Е. Исследование дисперсности влаги в малоразмерном радиальном турбодетандере, работающем на влажном воздухе// Изв. вузов. Энергетика. 1970. - № 9. - С. 120-122.

3. Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Изд-во стандартов, 1975. - 546 с.

4. Амелин А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара. М.: Химия, 1972. - 304 с.

5. Ананичев К. К. Проблемы окружающей среды, энергии и природных ресурсов. М.: Изд-во МГУ, 1974. - 68 с.

6. Андреев В.А., Беленький С.З. Влияние конденсации паров воды на сверхзвуковые течения. М.: Изд-во БНТЦАГИ, 1946. - 10 с.

7. Аникеев В.А., Кооп И.З., Скалкин Ф.З. Технологические аспекты охраны окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 255 с.

8. Антипенков Б.А., Давыдов А.Б., Двойрис А.Д. Эффективность применения турбодетандеров в холодильных системах// Газовая промышленность. 1978. - №7. - С. 23-26.

9. Ардашев В.И., Плачендовский Д.И. Методика расчета параметров сверхзвукового двухфазного потока в центростремительном криогенном турбодетандере// Криогенная техника и кондиционирование: Тр. МВТУ. -М., 1982.-№381.-С. 41-44.

10. Ардашев В.И., Жолшараев А., Плачендовский Д.И. Методика расчета параметров двухфазного потока в турбодетандере// Глубокий холод и кондиционирование: Тр. МВТУ. М., 1979. - Вып. 296. - С. 57-61.

11. Ардашев В.И., Микулин Е.И., Плачендовский Д.И., Жолшараев А. Исследование криогенных циклов с влажнопаровыми расширительными машинами// Изв. вузов. Машиностроение. 1977. - №3. - С. 87-92.

12. Ардашев В.И., Бабичев М.С. Результаты разработок малорасходных турбодетандеров// Химическое и нефтяное машиностроение.- 1982. -№8.-С. 14-16.

13. A.c. 109673 СССР, KJ1. 22i, 33. Способ получения твердой С02 из смеси газов/ М.П. Ковалев (СССР). 575568/246; Опубл. 16.03.40. Бюл. №11.

14. А.С. 476418 СССР, МКИ F 25 В 11/00. Турбодетандер/ Б.А. Анти-пенков, А.Б. Давыдов, Е.П. Крылов, Э.П. Нагайцева и P.A. Пересторонин (СССР). 1944197/24-6; Заявлено 16.07.73; Опубл. 1975. Бюл. № 25.

15. A.c. 851027 СССР, МКИ F 25 В 29/00. Теплохладоэнергетический агрегат/ В.И. Гриценко, В.Д. Галдин, А.П. Болштянский и Ю.Д. Терентьев (СССР).-2839052/23-06; Заявлено 11.11.79; Опубл. 30.07.81. Бюл.№28.

16. А.С.1038757 СССР, МКИ F 25 В 29/00. Комбинированная установка для производства тепла и двуокиси углерода/ В.И. Гриценко, Ю.Д. Терентьев, Е.Я. Борочин, В.Д. Галдин и A.B. Приходченко (СССР). -3425713/23-06; Заявлено 16.04.82; Опубл. 30.08.83. Бюл. № 32.

17. A.c. 1041832 СССР, МКИ F 25 В 29/00. Установка для сойместного производства тепла и углекислоты/ В.И. Гриценко, Ю.Н. Панин,

18. A.В. Приходченко и В.Д. Гадцин (СССР). 3425712/ 23-06; Заявлено 16.04.82; Опубл. 15.09.83. Бюл. № 34.

19. А.С. 1092337 СССР, МКИ F 25 В 29/00. Теплохладоэнергетический агрегат/ Е.Я. Борочнн, В.Д. Галдин, В.И. Гриценко и C.B. Растворов (СССР).-3562888/23-06; Заявлено 03.03.83; Опубл. 15.05.84. Бюл. №18.

20. А.С. 1229529 СССР, МКИ F 25 В 11/00. Способ получения тепла, холода и твердой углекислоты/ Е.Я. Борочин, Я.В. Гааг, В.Д. Галдин и

21. Бадылькес И.С. Способ производства сухого льда фракционной сублимацией с применением абсорбционно-компрессорной холодильной установки// Холодильное дело. 1935. - №5. - С. 28-33.

22. Бадылькес И.С. Свойства холодильных агентов. М.: Пищевая промышленность, 1974. -176 с.

23. Бекиров Т.М. Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов. М.: Недра, 1980. - 202 с.

24. Берлин М.А., Гореченков В.Г., Волков Н.П. Переработка нефтяных и природных газов. М.: Химия, 1981. - 184 с.

25. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров JI.B. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. М.: Стройиздат, 1985. - 367 с.

26. Сжижение газов с использованием многоступенчатого расширения в области влажного пара К.З. Бочавер, Д.З. Бродская и др. // Нефтепереработка и нефтехимия: Сб. науч. тр. М., Недра, 1972. - С. 281-288.

27. Бондарев И.Т., Ярошенко В.M. Влияние влажности воздуха на процессы расширения в детандерах турбохолодильных машин// Холодильная техника. 1976. - №9. - С. 14-17.

28. Испытание машины ТХМ1-25 при повышенных температуре и вла-госодержании атмосферного воздуха. Л.Ф. Бондаренко, А.К. Мытиль, Е.В. Семенюк, Ю.Д. Хаютин // Холодильная техника. 1977. - №2. - С. 10-12.

29. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд., исправ. М.: Наука, 1986. - 544 с.

30. Булгаков A.A. Частотное управление асинхронными двигателями. -М.: Энергоатомиздат, 1982. 216 с.

31. Буренин Н.С., Горошко Б.Б., Николаев В. Д. Атмосферные выбросы: угроза в цифрах// Энергия: Экономика, технология, экология.

32. Бухарин H.H. Моделирование характеристик центробежных компрессоров. Л.: Машиностроение, 1983. - 214 с.

33. Комплексное теплохладоснабжение промышленных предприятий с использованием авиационных ГТД. H.H. Бухарин, С.Н. Бобылев, H.A. Ко-ноплева, А.К. Стукаленко, В.П. Суетинов, H.H. Кошкин// Холодильная техника: Тр. науч. конф. Л., 1970 - С. 6-14.

34. Вайсман М.Д. Термодинамика парожидкостных потоков. Л.: Энергия, 1967. - 272с.

35. Варенков C.B., Медведков Е.А., Коробченко A.C. К определению параметров двухфазного потока в турбодетандере// Повышение эффективности холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1983. - С. 91-94.

36. Вассерман A.A., Казавчинский Я.З., Рабинович В.А. Теплофи-зические свойства воздуха и его компонентов. М.: Наука, 1966. - 376 с.

37. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Физматгиз, 1963. - 708 с.

38. Вдовина Т.Н., Медведовская И.И., Панин Ю.Н. К выбору метода анализа состава рабочего тела теплохладоэнергетического агрегата// Совершенствование холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1984. - С. 16-21.

39. Вегенер П.П., Мак Л.М. Конденсация в сверхзвуковых и гиперзвуковых аэродинамических трубах// Проблемы механики: Сб. науч. статей. М„ 1961. - Вып. 3. - С. 254-367.

40. Венедиктов В.Д. Турбины и реактивные сопла на двухфазных потоках. М.: Машиностроение, 1965. - 193 с.43 .Воронин Г.И., Антипенко И.Н., Власов П.К. Аэродромные кондиционеры. М.: Транспорт, 1968. - 693 с.

41. Воронин Г.И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. М.: Машиностроение, 1973. - 443 с.

42. Воронин Г.И. Конструирование машин и агрегатов систем кондиционирования. М.: Машиностроение, 1978. - 541 с.

43. Гайдуков А.А. Анализ энергетической эффективности воздушных турбокомпрессорных кондиционеров с различными схемами и циклами// Судовое кондиционирование: Тр. НКИ. 1973. - Вып. 72. - С. 17-23.

44. Галдин В.Д. К вопросу регулирования теплохладоэнергетического агрегата// Повышение эффективности холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1982. - С. 114-120.

45. Галдин В.Д., Карачкова И.Р. Экспериментальный стенд для исследования турбодетандера// Совершенствование холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1984.- С. 59-64.

46. Галдин В.Д., Гриценко В.И. Экспериментальное исследование турбодетандера с поворотным сопловым аппаратом// Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. "Микрокриогенная техника 84". - М., 1984. - С. 50.

47. ЗО.Галдин В.Д. Методика расчета параметров двухфазного потока в турбодетандере// Интенсификация процессов пищевых производств, управление, машины и аппараты: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1987. - С. 129-134.

48. Галдин В.Д., Гриценко В.И. Некоторые вопросы расчета двухфазных потоков в турбодетандере и их энергетические характеристики// Повышение эффективности компрессорных и тепло использующих холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1987. - С. 78-83.

49. Галдин В.Д. Расчетное исследование состава дымовых газов для установки получения твердого диоксида углерода/ Омский политех, ин-т. -Омск, 1991. 6 с. - Деп. в ЦИНТИХимнефтемаш 25.06.91, № 2102.

50. Галдин В.Д. Влияние параметров дымовых газов на процесс кристаллизации в турбодетандере// Холод народному хозяйству: Тез. докл. Всесоюз.науч.-техн. конф. - Л., 1991. - С. 52-53.

51. Галдин В.Д. Влияние параметров рабочего вещества на процесс кристаллизации диоксида углерода в турбодетандере/ Омский политех, ин-т. Омск, 1992. - 6 с. - Деп. в ЦИНТИХимнефтемаш 25.05.92, № 2203.

52. Гаддин В.Д. Получение твердого диоксида углерода из расширяющегося газового потока: Учеб. пособие. Омск: ОмПИ, 1993. - 60 с.

53. Галдин В.Д. Анализ процессов расширения парогазовой смеси в турбодетандере// Повышение эффективности холодильных машин и установок низкопотенциальной энергетики: Межвуз. сб. науч. тр. СПб., 1993.-с. 24-29.

54. Галдин В.Д. Влияние параметров продуктов сгорания топлива на процесс кристаллизации диоксида углерода в турбодетандере/ Омский гос. техн. ун-т. Омск, 1994. - 5 с. - Деп. в ВИНИТИ 09.12.94, № 2686-В94.

55. Гадцин В.Д. Влияние параметров дымовых газов на процесс кристаллизации С02 в турбодетандере// Тез. докл. X между нар. науч.-техн. конф. по компрессорной технике. Казань, 1995. - С. 237-238.

56. Гадцин В.Д., Терентьев Ю.Д. Анализ процессов расширения дымовых газов в турбодетандере// Динамика систем, механизмов и машин: Тез докл. Междунар. науч.-техн. конф. Омск, 1995. - Кн. 1. - С. 135.

57. Галдин В.Д. Результаты теоретического исследования процесса кристаллизации С02 из расширяющегося потока дымовых газов//

58. Динамика систем, механизмов и машин: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. Омск, 1995. - Кн. 1. - С. 136.

59. Гаддин В.Д. Определение критического давления для процесса расширения дымовых газов в турбодетандере// Динамика систем, механизмов и машин: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. Омск,1995.-Кн. 1.-С. 137.

60. Гадцин В.Д., Терентьев Ю.Д. Особенности процесса расширения дымовых газов в турбодетандере// Науч. тр. Вып. 6. - Владивосток, 1995. -С. 133-136.

61. Галдин В.Д. Критическое давление для процесса кристаллизации С02 из расширяющегося потока продуктов сгорания топлива в турбодетандере/ Омский гос. тех. ун-т. Омск, 1996. - 6 с. - Деп. в ВИНИТИ 16.02.96, №505-В96.

62. Гадцин В.Д. Математическая модель процесса расширения природного газа в турбодетандере// Нефть и газ Западной Сибири: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. Тюмень, 1996. - Кн. 2. - С. 75-76.

63. Гаддин В.Д. Прогнозирование эрозионного износа проточной части турбодетандера в режиме получения твердого С02// Холод и пищевые производства: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. СПб,1996. С. 48-49.

64. Галдин В.Д. Математическая модель процесса расширения влажного воздуха в турбодетандере// Математические модели и численные методы механики сплошных сред: Тез. докл. Междунар. конф. Новосибирск, 1996. С. 202.

65. Гадцин В.Д. Математическая модель процесса расширения влажного воздуха в турбодетандере/ Омский гос. техн. ун-т. Омск, 1996. -7 с. - Деп. в ВИНИТИ 20.11.96, № 3369-В96.

66. Гадцин В.Д. Результаты теоретического исследования процесса расширения влажного воздуха в турбодетандере/ Омский гос. техн. ун-т. -Омск, 1996. 6 с. - Деп. в ВИНИТИ 06.12.96, № 3546-В96.

67. Галдин В.Д. Влияние влажности воздуха на энергетические характеристики турбодетандера/ Омский гос. техн. ун-т. Омск, 1996. -8 с. - Деп. в ВИНИТИ 06.12.96, № 3548-В96.

68. Галдин В.Д. Влияние температуры воздуха на процесс конденсации водяного пара в турбодетандере/ Омский гос. техн. ун-т. -Омск, 1996. 6 с. - Деп. в ВИНИТИ 23.12.96, № 3743-В96.

69. Галдин В.Д. Влияние геометрии проточной части турбодетандера на процесс кристаллизации диоксида углерода/ Омский гос. техн. ун-т.-Омск, 1997. 6 с. - Деп. в ВИНИТИ 24.01.97, № 211-В97.

70. Galdin V.D. The theoretical study of the moisture laden air expansion in the expander// Rational Use of Secondary Products in Agriculture: Thesises of report International Scientific Conference - Krasnodar, 1997. - C. 223-224.

71. Галдин В.Д. Энергетические характеристики процесса расширения ПСТ в турбодетандере// Динамика систем, механизмов и машин: Тез. докл. 2-й междунар. науч.-техн. конф. Омск, 1997. - Кн. 2. - С. 14.

72. Галдин В.Д., Терентьев Ю.Д. Методика расчета процесса вымораживания С02 из дымовых газов в турбодетандере// Динамика систем, механизмов и машин: Тез. докл. 2-й междунар. науч.-техн. конф. -Омск, 1997. Кн. 2. - С. 15.

73. Гаддин В.Д. Энергетические характеристики процесса расширения продуктов сгорания топлива в турбодетандере// Криогенное и холодильное оборудование и технологии: Сб. науч. тр. -Омск, 1997. Вып. 1, ч. 1. - С. 110-113.

74. Галеркин Ю.Б., Рекстин Ф.С. Методы исследования центробежных компрессорных машин. Д.: Машиностроение, 1969. - 303 с.

75. Гриценко В.И., Приходченко A.B. Определение рациональных соотношений давлений в турбомашинах теплохладоэнергетической установки// Повышение эффективности холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1982. - С. 106-114.

76. Гриценко В.И. Энергетические установки для совместного производства тепла и холода: Учеб. пособие. Омск: ОмПИ, 1980. - 80 с.

77. Гриценко В.И., Губайдулин Н.Л., Терентьев Ю.Д., Приходченко A.B. Экспериментальное исследование осевого турбодетандера в области умеренно низких температур// Компрессорные машины и установки: Сб. науч. тр. Краснодар, 1977. - Вып. 246. - С. 62-67.

78. Гриценко В.И. Исследование работы центростремительного реактивного детандера на влажном вохдухе// Холодильная техника: Сб. докл. науч. конф. Л., 1970. - С. 43-51.

79. Гриценко В.И., Терентьев Ю.Д. Определение выхода твердой двуокиси углерода в теплохладоэнергетическом агрегате, выполненном на базе авиационных ГТД// Повышение эффективности холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1981. - С. 67-71.

80. Гриценко В.И., Грейлих А.А., Ложкин А.Н. Энергоустановки для комплексного производства тепла и холода// Холодильные и компрессорные машины: Межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1978. -С. 3-6.

81. Гриценко В.И. Энергетический агрегат для комплексного производства теплоты и диоксида углерода// Совершенствование холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1984. - С. 4-9.

82. Гриценко В.И., Приходченко А.В. Анализ энергетического баланса турбомашин в теплохладоэнергетическом агрегате// Совершенствование холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1984. -С. 120-127.

83. Гриценко В.И., Терентьев Ю.Д. Исследование работы теплохладоэнергетического агрегата в режиме получения холода// Холодильные и компрессорные машины: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1980. - С. 3-7.

84. Гриценко В.И., Терентьев Ю.Д. Анализ процесса получения твердой двуокиси углерода в теплохладоэнергетическом агрегате// Холодильные и компрессорные машины: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1980. - С. 8-12.

85. Гриценко В.И., Галдин В.Д. Экспериментальное исследование турбодетандера с поворотным сопловым аппаратом// Интенсификация работы холодильных установок: Тез. докл. краевой науч.-техн. конф. -Владивосток, 1985. С. 5-6.

86. Гриценко В.И., Галдин В.Д., Грейлих А.А. Методика расчета параметров двухфазного потока в турбодетандере ТХЭА// Интенсификация производства и применения искусственного холода: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. Л., 1986. - С. 108-109.

87. Гриценко В.И., Галдин В. Д. Результаты теоретического исследования двухфазного потока в осевом турбодетандере// Процессы переноса в системах кондиционирования вохдуха, в холодильных и криогенных установках: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1987. - С. 45-50.

88. Гриценко В.И. Основы теории и расчет теплохладоэнергетических агрегатов: Учебное пособие. Омск: Изд-во. ОмГТУ, 1994. 100 с.

89. Давыдов А.Б., Нагайцева Э.П. Работа центростремительного турбодетандера в области влажного пара// Химическое и нефтяное машиностроение. 1975. - №1. - С. 5-6.

90. Давыдов А.Б., Прохоров В.И. Результаты экспериментальных исследований центростремительного реактивного турбодетандера для систем кондиционирования воздуха// Кондиционирование воздуха. М., Стройиздат, 1966. - Вып. 18. - С. 94-105.

91. Давыдов А.Б., Кобулашвили А.Ш., Крылов Е.П. Повышение эффективности и надежности криогенной утановки в результате совершенствования турбодетандерного агрегата// Химическое и нефтяное машиностроение. 1979. - 8. - С. 9-11.

92. Расчет и конструирование турбодетандеров// А.Б. Давыдов, А.Ш. Кобулашвили, А.Н. Шерстюк. М.: Машиностроение, 1987. - 232 с.

93. Данилов М.М., Коробченко A.C., Суетинов В.П. Опытный стенд для получения сухого льда на Ленхладокомбинате// Интенсификация производства и применения искусственного холода: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. Л., 1986. - С. 41-42.

94. Даум, Джайармати. Конденсация воздуха и азота в гиперзвуковых аэродинамических трубах// Ракетная техника и космонавтика. 1968. -Т.6,-№3. - С. 94-103

95. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергия, 1968.-423 с.

96. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. М.: Физматгиз, 1963. - 400 с.

97. Ден Г.Н., Гриценко В.И. Экспериментальное исследование работы центростремительного детандера на влажном воздухе// Изв. вузов. Энергетика. 1972. - №2. - С.57-61.

98. Доброхотов В.И. Программа «Экологически чистая энергетика»// Теплоэнергетика. -1992. №8. - С. 4-9.

99. Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. M.-JL: Госэнергоиздат, 1962. - 288 с.

100. Епифанова В.И. Низкотемпературные радиальные турбодетандеры. М.: Машиностроение, 1974. - 446 с.

101. Жуковский Г.В., Зеленов В.В., Носовицкий И.А. Создание турбины для высокопроизводительного турбодетандерного агрегата высокого давления// Разработка, совершенствование и доводка газотурбинных агрегатов: Тр. ЦКТИ. Л., 1981. - Вып. 187. - С. 90-95.

102. ПО.Жолшараев А. Рост капель при конденсации воздуха в проточной части турбодетандера// Машины и аппараты холодильной и криогенной техники и кондиционирования воздуха: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1983. -С. 71-74.

103. Ш.Залогин Н.Г., Кропп Л.И., Кострикин Ю.М. Энергетика и охрана окружающей среды. М.: Энергия, 1979. - 352 с.112.3арницкий Г.Э. Опытная турбодетандерная установка на природном газе// Промышленность Кубани. 1962. - №6. - С. 20-23.

104. Захаров Ю.В., Чегринцев Ф.А. Применение dj-диаграммы для расчета турбодетандера кондиционера// Холодильная техника. 1968. -№2.-С 19-22.

105. Пб.Зельдович Я.Б. К теории образования новой фазы. Кавитация. ЖЭФТ. 1942. - Т. 12, Вып. 11-12. - С. 525-538

106. Иванцов О.М., Двойрис А.Д. Технология производства сжиженного природного газа11 Подготовка и переработка газа и газового конденсата. М., 1978. - № 6. - 60 с.

107. Качуринер Ю.Я., Яблоник P.M. Приложение теории кинетики конденсации к расчетам паровых турбин// Температурный режим и гидравлика парогенераторов. Л., 1978. - С 102-116.

108. Качуринер Ю.Я., Фаддеев И.П. Влияние влажности пара на работу турбинной ступени// Энергомашиностроение. 1987. - №8. - С. 5-8.

109. Кинан Дж. Термодинамика. М.-Л.: Госэнергоиздат. -1963. -280 с.

110. Кириллов И.И. Теория турбомашин. Л.: Машиностроение, 1972.- 536 с.

111. Кириллов И.И., Яблоник P.M. Основы теории влажнопаровых турбин. М.: Машиностроение, 1968. - 264 с.

112. Кириллин В.А., Шейдлин А.Е. Термодинамика растворов. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956. - 326 с.

113. Коршин Н.М., Дворский Л.С. О потерях энергии в системе охлаждения газа с турбодетандерным агрегатом// Энергомашиностроение.- 1976. №4. - С. 36-39.

114. Получение сухого льда вымораживанием в турбодетандере газовой холодильной машины. H.H. Кошкин, В.П. Суетинов, Б.В. Шес-таков, М.М. Данилов// Исследование холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Л., 1978. - С. 50-57.

115. Кошкин H.H., Ложкин А.Н. Комплексные теплохладо-энергетические агрегаты средней производительности и перспективы их использования в народном хозяйстве// Тез. докл. 1 всесоюз. конф. по холодильному машиностроению. М., 1972. - С. 18-19.

116. Ложкин А.Н., Бухарин H.H., Бобылев С.М. Системы комбинированного теплохладоснабжения мясокомбинатов// Повышение эффективности процессов и оборудования холодильной и пищевой промышленности: Сб. матер, науч. конф. Л., 1972. - С. 126-131.

117. Майборода А.Н. Модельные испытания осевого турбодетандера на влажном воздухе// Теплоэнергетика: Тр. Николаевского кораблестроительного ин-та. 1972. - Вып. 55. - С. 91-94.

118. Майборода А.Н. Исследование работы осевого турбодетандера на влажном воздухе в режиме кондиционирования// Холодильная техника. -1970.-№10.-С. 34-37.

119. Опыт наземного применения авиационных турбоагрегатов в холодильной технике. B.C. Мартыновский, Л.З. Мельцер, И.Т. Бондарев, Е.И. Богодист, В.М. Ярошенко // Холодильная техника. 1973. - 11. - С. 4-9.

120. Меррит, Везерстоун. Конденсация паров ртути и процессы роста капель в потоке азота// Ракетная техника и космонавтика. 1967. - Т.5, №4.-С. 140-149.

121. Михайловский Г. А. Термодинамические расчеты процессов парогазовых смесей. М.: Машгиз, 1962. - 215 с.

122. Наумов Б.В., Самойлов Г.И., Ефремов С.Н. Кондиционирование воздуха на пассажирском газотурбоходе «Буревестник»// Холодильная техника. 1969. - № 6. - С. 14-18.

123. Нестеренко A.B. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Высшая школа, 1971.-460 с.

124. Неравновесные физико-химические процессы в аэродинамике/ Под ред. Г.И. Майкопара. М.: Машиностроение, 1972. - 344 с.

125. Носовицкий А.И., Шпензер Г.Г. Газодинамика влажнопаровых турбинных ступеней. Д.: Машиностроение, 1977. - 182 с.

126. Основы газовой динамики/ Под ред. Г. Эммонса. М.: ИЛ, 1963. -720 с.

127. Панин Ю.Н., Корючин А.М., Яковлев М.И. Расчет состава продуктов сгорания жидких и газообразных топлив для теплохладо-энергетического агрегата// Повышение эффективности холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1982. - С. 17-23.

128. Пименова Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. -М.: Лег. и пищ. пром-ть, 1982. 208 с.

129. Повышение эффективности турбомашин и аппаратов в составе теплохладоэнергетического агрегата: Отчет о НИР/ ОмПИ: Руководитель В.И. Гриценко. № ГР 800266630. - Омск, 1981. - 168 с.

130. Портнов Л.П., Филиппов Г.Г., Горбунов А.И. О расчете нестационарных процессов массовой кристаллизации// Теоретические основы химической технологии. -1981. Т. 15, №4. - С. 513-519.

131. Портнов Л.П., Филиппов Г.Г., Горбунов А.И. О расчете нестационарных процессов массовой кристаллизации в случае зависимости скорости роста кристаллов от размера// Теоретические основы химической технологии. -1983. Т.17, № 3. - С. 412-416.

132. Правила 28-64 измерения расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами. М.: Из-во стандартов, 1965. - 148 с.

133. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. -М.: Энергия, 1978. 704 с.

134. Применение углекислоты в добыче нефти/ В. Бемант, А. Бан, Г. Домман и др. М.: Недра, 1977. - 215 с.

135. Применение газожидкостного турбодетандера в воздухораз-делительных установках высокого давления. А.Б. Давыдов, П.П. Кулагин, Е.В. Оносовский и др.// Химическое и нефтяное машиностроение. 1984. -№2.-С. 29-30.

136. Прохоров В.И. Использование воздушных турбохолодильных машин для некоторых систем кондиционирования// Холодильная техника. 1965.-Ж.-С. 68-70

137. Прохоров В.И. О применении воздушных холодильных машин в системах кондиционирования воздуха// Холодильная техника. 1965. -№6.-С. 30-35.

138. Прохоров В.И. Классификация систем кондиционирования с воздушными турбохолодильными машинами// Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Сб. науч. тр. М., 1965. - С. 18-23.

139. Прохоров В.И. Особенности двухфазных процессов в системах кондиционирования с воздушными холодильными машинами// Холодильная техника. 1969. - № 9. - С. 22-25.

140. Прохоров В.И. Методика термодинамического расчета систем кондиционирования с воздушными холодильными машинами сприменением I-d-диаграммы// Кондиционирование воздуха. М., 1966. -Вып. 18.-С. 106-127.

141. Прохоров В.И. Метастабильное состояние влажного воздуха// Кондиционирование воздуха. М., 1969. - Вып. 27. - С. 125-135.

142. Прохоров В.И. Перспективы применения воздушных холодильных машин в системах кондиционирования воздуха// Холодильная техника и технология: Сб. науч. тр. Киев, 1969. - Вып. 8. - С. 21-26.

143. Прохоров В.И. Термодинамические процессы обработки влажного воздуха в турбодетандере до начала конденсации водяных паров// Кондиционирование воздуха. М., 1969. - Вып. 27. - С. 136-146.

144. Прохоров В.И. Системы кондиционирования воздуха воздушными холодильными машинами. М., 1980. - 161 с.

145. Работа турбодетандера установок низкотемпературной сепарации в условиях гидротообразования// Экспресс-информация: Министерство газовой пром-ти. М., 1970. - 8. - С. 30-32.

146. Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования. М.: Наука, 1971.-358 с.

147. Различные области применения холода/ Под ред. A.B. Быкова. -М.: Агропромиздат, 1985. 272 с.

148. Ривкин C.JL, Александров A.A. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. -М.: Энергомашиностроение, 1984. -80 с.

149. Сазанов Б.В. Особенности работы турбин на насыщенном газе и методика их теплового расчета// Изв. вузов. Энергетика. 1963. - №3. -С. 60-67.

150. Салтанов Г.А. Неравновесные и нестационарные процессы в газодинамике. М.: Наука, 1979. - 286 с.

151. Салтанов Г.А. Сверхзвуковые двухфазные течения. Минск: Высшая школа, 1972. - 480 с.

152. Сальникова M.Д. Хлорелла новый вид корма. - М.: Колос, 1977. -255 с.

153. Самарский A.A., Попов Ю.И. Разностные схемы газовой динамики. М.: Недра, 1971.-351 с.

154. Сверхзвуковые двухфазные течения в условиях скоростной неравновесности частиц/ H.H. Яценко, Р.И. Солоухин, А.Н. Панирт и др. -Новосибирск: Наука, 1980. 160 с.

155. Свешников A.A. Основы теории ошибок. JL: Изд-во Ленинградского ун-та, 1972. -124 с.

156. Справочник по физико-техническим основам криогеники/ Под общ. ред. М.П. Малкова. 2-е изд. - М.: Энергия, 1973. - 392 с.

157. Станюкевич К.П. Неустановившиеся движения сплошной среды. -М.: Наука, 1971.-854 с.

158. Старцев A.A. Новый эффективный способ ожижения газов// Газовое дело. 1969. - № 1. - С. 29-33.

159. Стернин Л.Е. Основы газодинамики течения в соплах. М.: Машиностроение, 1974. - 212 с.

160. Стивер X. Г. Явления конденсации при течении с большими скоростями// Основы газовой динамики. М.: ИИЛ, 1963. - С. 490-536

161. Столпер Л.М., Княжевская Т.В., Зайнулина Н.Б. Расчетный анализ циклов с жидкостным детандером// Экспресс-информация ЦИНТИхимнефтемаш, ХМ-6. 1975. - № 10. - С. 16-25.

162. Страхович К.И., Ожигов Г.Е. Теоретические исследования расширения влажного пара воздуха в турбодетандере// Достижения и задачи в производстве и применении холода в народном хозяйстве СССР: Докл. конф. Л., 1960. - С. 213-223.

163. Сутугин А.Г. Спонтанная конденсация пара и образование конденсационных аэрозолей// Успехи химии. 1969. - Т. 38, вып. 1.-С. 166-191.

164. Таблицы стандартных справочных данных. Кислород жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 70-1000 К и давлениях 0,1-100 МПа (ГСССД 19-81). -М.: Изд-во стандартов, 1982. 11 с.

165. Таблицы стандартных справочных данных. Азот жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 70-1000 К и давлениях 0,1-100 мПа (ГСССД 19-81). -М.: Изд-во стандартов, 1982. 13 с.

166. Тезиков А.Д. Производство и применение сухого льда. М.: Госторгиздат, 1960. -128 с.

167. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания/ В.В. Алемаеов, А.Ф. Дрегалин, А.Н. Тишин и др. М., 1971. -Т.1.-266 с.

168. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник/ Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. - 512 с.

169. Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы. Справочник/ Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1980. -528 с.

170. Терентьев Ю.Д., Гриценко В.И. Термодинамика процесса вымораживания двуокиси углерода из дымовых газов в теплохладоэнергетическом агрегате// Холодильные и компрессорные машины: Межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1978. - С. 18-20.

171. Тишин А.П., Худяков В. А., Костин В.Н. О задержке кристаллизации частиц конденсата в сопле реактивного двигателя// Изв. вузов. Авиационная техника. -1971. № 2. - С. 24-31.

172. Из опыта эксплуатации турбин насыщенного пара АЭС. Б.М. Трояновский, Ю.Ф. Косляк, М.А. Вирченко и др.// Теплоэнергетика. -1977.-№2.- С. 15-18.

173. Уилмерз У., Нагамацу X. Конденсация азота в сверхзвуковых соплах// Механика М., 1953. - № 5. - С. 94-106.

174. Уоллис Г. Одномерное двухфазное течение.- М.: Мир, 1972.-440с.

175. Фаддеев И.П. Эрозия влажнопаровых турбин. Л.: Машиностроение, 1974. - 208 с.

176. Филиппов Г.А., Салтанов Г.А., Игнатьевский Е.А. Анализ конденсации перенасыщенного пара в турбинных ступенях// Теплоэнергетика. 1970. - № 12. - С. 22-26.

177. Филиппов Г.А., Поваров O.A., Пряхин В.В. Исследование и расчеты турбин влажного пара. М.: Энергия, 1973. - 232 с.

178. Влияние дисперсности жидкой фазы на характеристики двухфазных потоков. Г.А. Филиппов, А.И. Селезнев, Л.А. Беляев, А.И. Никольский// Теплоэнергетика. 1979. - № 11. - С. 51-55.

179. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. М.- Л.: Изд-во АН СССР, 1945.-423 с.

180. Хайлов В.М. Химическая релаксация в соплах реактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1975. - 158 с.

181. Холщевников К.В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. М.: Машиностроение, 1970. - 610 с.

182. Хонигман Б. Рост и форма кристаллов. М.: ИИЛ, 1961. - 224 с.

183. Циклаури Г.В., Данилин B.C., Селезнев Л.И. Адиабатные двухфазные течения. М.: Атомиздат, 1973. - 447 с.

184. Шерстюк А.Н. Компрессоры. M.-JL: Госэнергоиздат, 1959.-191 с.

185. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М., 1972. - 381 с.

186. Испытания и доводка турбодетандерного агрегата ТКО-25/64. В.Б. Шнепп, Г.Г. Петросян, В.М. Шишкин, М.Х. Хамидуллин, Ю.В. Алеев // Химическое и нефтяное машиностроение. 1979. - № 3. - С. 5-7.

187. Шпарбер П.А., Шабетя В.И. Воздушные турбохолодильные машины для кондиционирования воздуха при строительстве глубоких шахт// Шахтное строительство. -1968. № 3 . - С. 1-3.

188. Щегляев А.В. Паровые турбины. М.: Энергия, 1976. - 368 с.

189. Шерстюк А.Н. Расчет течений в элементах турбомашин. М.: Машиностроение, 1967. - 170 с.

190. Экспериментальное исследование теплохладоэнергетического агрегата с турбомашинами на база авиационных ГТД: Отчет о НИР/ ОмПИ; Руководитель В.И. Гриценко. № ГР 76015860. - Омск, 1977. - 132 с.

191. Экспериментальное исследование турбомашин и аппаратов в составе теплохладоэнергетического агрегата: Отчет о НИР/ ОмПИ; Руководитель В.И. Гриценко. № ГР 76015877. - Омск, 1978. - 140 с.

192. Экономические и энергетические аспекты внедрения в энергетику ПГУ с ВЦГ третьего поколения/ Е.Н. Прутковский , B.C. Варварский,

193. B.И. Гриценко и др.// Теплоэнергетика. 1992. - № 11. - С. 18-22.

194. Яблоник P.M. Испытание модельных турбинных ступеней на увлажненном воздухе// Теплоэнергетика. 1962. - № 5. - С. 47-50.

195. Язик А.В., Твердохлебов В.И., Еременко В.И. Работа турбодетандера установок низкотемпературной сепарации в условиях гидратообразования// Экспресс информация: ВНИИЭГазпром. М., 1970.1. C. 30-31.

196. Язик A.B., Твердохлебов В.И., Базь В.И. Термодинамический анализ турбохолодильных установок НТС// Газовая промышленность. -1970.-№3.-С. 7-11.

197. Язик A.B. Новые машины для подготовки и транспорта газа// Газовая промышленность. 1976. - № 1. - С. 19-22.

198. Язик A.B. Турбодетандеры в системах промысловой подготовки природного газа. М.: Недра, 1977. - 173 с.

199. Baumann А. Kuhlung und Entfeuchtung von nach dem Luft -expansions prozess. Zeitschrift fur die gesamte Kalte - Industrie, Heft 7, 1930, 37- P. 125-136.

200. Becher R., Döring W., Kinetische Behandluhg der Keimbildung in Übersättigten Dampfen, Ann. Physik, 24, 1935.

201. Beattie J.A., Bridgeman O.C. A new equation of state for fluids. -J. Amer. chem. soc., 1927, № 7, V. 49 P. 1665-1667.

202. Bergmann D., Май S. Selection quide for expansion turbines// Hydracarbon Proceding. 1979. - August. - P. 83-86.

203. Church E.F., Steam turbines, 1950.

204. Knudsen M. Die maxsimale Verdampfung Sgeschwindigkeit des Quecsilbers. - Ann. Physik, 1915, 47, 13 - S. 24-29.

205. Honghtor I.D. Mefay. Turboexpander and condensate recovery// Oil and Gas Journal. 1973. - Vol. 71, № 10. - P. 32-34.

206. Stodola A., Dampf- und Gasturbinen, 1924.366

207. Swearingen J.S. Turboexpandas and proceses that use them// Chemical engineering progress. 1972. - Vol. 68. - №7. - P. 95-105.

208. Swearingen J.S. Turboexpandas and expansion process for industrial gases// "Cryotech" 73: Production and Use industrial Gases". -Guildford. -1974. P. 36-42.

209. Swearingen J.S., Shulz B.G. Flushing runs Turboexpander// Oil and Gas Journal. -1976. Vol. 74. - № 27. - P. 83-89.

210. Terry E. Shoup. A Practical Guide to Computer Methods for Engineers. University of Houstor Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, - N. 7. -1979.

211. Tolmin R. C., J. Chem. Phys., 1949. № 17.

212. Thomson W., Proc. Roy. Soc., Edinburgh, 1870 № 7.367