автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.06, диссертация на тему:Разработка и исследование роторного компрессора внутреннего сжатия на основе геометрического анализа и моделирования процессов в рабочих камерах

КАЗАЕСКШ! ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЭШ1ЖШ1 Х/ОЛЯЮ-ТЕЛЮЛОГиЧЕСЮЯ КШТ1ГГУТ

Ш правах рукописи

ХАШЩУЛЛШ 1ШГОУР САУБ.ЧЮЕ1Ч

РАЗРАБОТКА И ГССЩРВАШЗ ГОТОгНОГО КОМПРЕССОРА ВНУТРЕННЕГО СПАТ.ЧЯ НА ОСНОВЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И ВДЗЛИРОВ/ШИЯ ПРОЦЕССОВ В РАБОЧИХ НАНЕРАХ

Специальность 05.04.03 - Вакуушш, ютшроссорнан

тзглгаса и шшшюскстеш

Автореферат дисстзтацин иа соискание учёной степени кандидата технических наук

Кааанъ - 1902

Работа выполнена в Казанской хныико-технодогпчзском институт«

Научные руководители: доктор технических наук, профоссор

1£:фгахов А. А. ;

кандидат техшиесгагл наук, доцопт Чзкушшн Г. Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тунаков А. Е ;

кандидат технических наук, доцзнт Волков ILE.

Ведущее предриятие: АО ШШТурбокошрессор

Заздгга состоятся "(7- " 1992 г. в час. на са

седашш специализированного Совета К. 063.37. 05 в Казанасом хкш ко-технологическом институте по адресу: 42001Б, Казань, ул К. Маркса, 68.

С диссертацией мокко ознакомиться в библиотеке ЮТ IL

Автореферат разослан "/•? " 1Q02 г.

Васи отзывы, ваверешшэ печатъй, в 2-х окаеиплярах просьба высылать по адресу: .420016, Казань, ул. К. Маркса, д. 63, слощкишэп-рованый Совет К. 053.37.05.

УчёниЛ со!фотарь специализированного Совета К. 053.37.05, кандидат техппчаскнх наук, доцэкт

Е R Хадкав

ГО^'-Т'л ""' !.'■ ■■■ ■' .;;. '

ОЕПДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ"

Актуальность те1.^ы. Изучение погрешности народного хозяйства I роторных компрессорах сухого огэии погсапызас-т наличие больпо-'о спроса па двигай тип ¡шмпрессороз, это, с одной стороны, обгоняется ВОЗМОЖНОСТЬЮ ИСПОЛЪВОВШПИ ИХ 3 Пр01Э7>0ДСТВЭ и&допусками загрязнения сзгатого воздуха пржесяш масла и проду^гам:! зкоса, с другой стороны, вовмояяостью илийгьвовшшя шс дзя стана запыленных сред и сред, еодергеидас тапельную дядкозть. Эти аязгаы находят ¡гирокое применение в химической и пигэперераЗатн-авдей промымсности, ъ очистных сооружениях, в сельском хоэяйс-ве н т. д. К данному Iгласу мзшш относятся нагнетатели и ваку-м-насосы типа Руте, которые в настояцее врэ)>л отечественной рошоленноетью выпускаются крупшаш сериями. Имеется отрнботан-ая технология изготовления деталей и сборки С кслольэо-

анием суцествухсего опита целесообразно проведение научно-исс-едовательской и опытно-конструкторской работы по пути создания оторных [сомпреесороБ на их осноре, работающих по гтрпнципу внут-еннего сгатия газа, что поэеолит увеличить отнесение давления в ошфессоре. йсеплуатшцш судэствувдпс нагкетзтелзЛ типа Руте супгствляетея до величины откосенил давления 11-1,8.

Пель работы. На основании теоретических к экспериментальных сслэдований определить основные энергетические ¡толааатяли пред-эгэпного' нового роторного юткпрессора, разработать иатеттичес-

модель (120 рабочего процзсса ротор1гого кошрзссора виутреи-зго с гатил (РКВС), выполнить "а модели параметрический анализ и 5ть практические рекомендации по конструктивным параметрам том -рессора.

Задачи работы. Для достшяывд поставленной цели необходим) зпить следующие ьадачн:

1. Разработка конструкции РЯВО, прояергл работоспособности и сспериыенталыгое определение его характеристик на различных ро-1мах работы.

2. Проведение индицироиаиия полостей и териоиетрирозгнко ра-)чих органов компрессоре-

3. Разработка ИМ рабочих процессов РКВО, новболнин'З'! ьесгм ючет энергетических показателей.

4. Теоретический анализ влияния геометрических т.раш'троп »точной части кокшресеорн на его энергетические помизтч;л>1.

3

b. Сопоставление вксперишнтальных и теоретических парашт роь компрессора.

6. Сравнение полученных экспериментальных характеристик РКВ о характеристиками других типов роторшк насин.

7. Разработка инжэнерной методики динаютеского расчета кои прессора.

Научная новизна и практическая цопность. Предлохаиа конструктивная cx~i,ia нового роторного компрессора с полным внутретии с гати ом. Впервые получены экспериментальные характеристики нового типа компрессора, проведено исследование с помощью экспериментальных осциллографа;, получены эмпирические зависимости той-пературного состояния деталей кошрессора Разработана универсальная методика расчета точки сонрякения обкатываемой профилей, заданных ч виде таблиц координат. Разработана кэтодшса и алгоритм расчета обоеь-л рабочей полости в процессе ее образования i сжатия, позволяющая производить расчет объема рабочей полоси для произвольного тша профиля прямозубых роторов и роторов ia:o-юццх вшфугку профиля вдоль оси вращения. Предлогана изтодшк расчета газовых сил и г.эызнтов, действующих на роторы компрессора.

Реализация работы в промышленности. Разработанные кзгодикс расчета координат точки контшста сопряженных профилей роторов, шгаерпол]фовшпшх сплайном и методика расчета зависимостей обгонов рабочих пористей роторного компрессора от угла поворота ротора внедрены в опьяно-конструкторскую практику и в расчетно-ис-следовательские работы НИИГурбокомлресеор по создания шштовыз компрессоров.

Апробация работа Основные результаты работы докладывались и

- VI, VII и VIII Всесоюзных конференциях по компрессоростро-енна Лёшшград, 1981 г., Кавань, 1966 г., Cyiai, 1989 г.

- на отчетных научно-технических конференциях KXTIL

публикации. Ш теыэ диссертации опубликовано восемь, работ и

получено одно авторское свидетельство.

Обтдм работы. Диссертационная работа состоит из введения, гости глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Основной текст содержит 129 страниц тайнописного текс-т,1, 97 иллшетряций и Б таблиц. Список использованной литературы

4

содержит 103 наименования. В приложении представлен акт о внедрении результатов диссертационной работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава носит обаорно-постановочный'характер и состоит ía четырех разделов. Первый раздел посвяп^и краткому обзору и анализу сугдествуэдта типов роторных томлрессороп с обкатываемыми »торами и пригодных для работы без смазки рабочим полостей. Трккеден сравнительный анализ конструктивных exet.! роторных гамш-¿ессоров, отмечаются их преимущества и недостатки связанные со ¡ложной конструкцией роторов и корпусник деталей одних и коист->уктивныш особенностями, имеюцнх отрицательное влияние на роба-шй процесс, других.

Во втором разделе приводится уравнения для расчета процессов i переменной массой рабочего тела. Наделяется три вида диффарэн-1»альных уравнений, спнсываквдк изменение давления и теипэратури рассматриваемой термодинамической системе, а именно, уравнения редлог-эннке IL А. Глаголевым, А. М Тарасова и !А A. líiuoHToaLü. риведены работы и организацш нсполььукзие тот или иной вид равнений.

В третьем разделе рассматривается принцип действия и особен-ости рабочего процесса исследуемого PIIDO. Компрессор (рис. 1} эдержиг icopnyc 1, сопрягзнный с всасиваю^ш и нагнатателыоа! зтруб1?аш 2 и 3, и располотешшэ в корпусе взаимодействующие гновныз и вспомогательные роторы 4 и 0, прнчзц нарупшз диа1:эт-1 вспомогательных роторов меньше соответствующих диаштрои ос звных роторов. Вспомогательные'рогоры (золотники) расположены а 1гнетательном патрубке 3 и имеют профили 6, одиншеопш с щю^а-ши 7 основных роторов, причем начальные участки задних но ходу зацепил кромок 3 профилей вспомогательных роторов выполнены

¡0CK1IMJ1.

Роторный компрессор работает едедукчяим оОраиом. Орааушдиеон iTopu 4 захватывают газ иа всаоыпида^го патрубка 2 н переи.-кхл о в корпусе 1 » нагнетательный патрубок 3. куда ггш, с.-;пм;1 в оцоссе перемещения, преходит с малыми потерями даилнмш .ipil текашш роторов б. На рис. t роторы компрессора пшоимчи в поении «оогисготьукчпротесу cíciTira. В посдолукум, j* p» •

i-

иультате выхода но зацепления основного 4 и вспомогательного Е роторов, образуется меэду ниш огаю, через которое происходи выравнивание давлений в рабочей полости и нагнетательном патрубке 3 н нагнетание. Для уменьшения потерь в процессе нагнетанш участгч профиля 8 золотника Б выполняется таким образом, чтобь образование иша ыезду золотником и корпусом компрессора происходило с момента выхода из зацепления ротора Л н золотника Б.

В четвертом раздела дается постановка задач исследования.

параметры роторного компрессора.

Вгорая глава поевлцэна разработке методики расчета энергети-iscichx и объемна показателей РКБС. В первом разделе приводите* основные полегания и допущения 1£Ь 1) давления в патрубках РКК принтиэтея постоянными; 2) рабочее тело в пределах каждой рас-матриваеиой полости принимается однородным; 3) расчет параметрох газа производится для трех полостей - парной полости на стороне всасывания (ППИВ), рабочей полости СРП) и затмленной полост! (ЗП). Ввиду того, что процессы в рассматриваемых полостях перео-дични, то в определенный момент времени рассматривается толькс

б

эдна из указанных полостей, о днисрзишм аапошшнзи наранзтроа rasa дм различных углов поворота ротора. Это опрэлэдлзт необходимость вести расчет итерационным спссоСо.м, псполъоуя ¡гидшсатор 1ую и температурную диаграмм полостей предыдущего прпблеганил.

В клчестпе начальных условий пршпааотся: "l) для ШИВ - дзз-:ение н температура всаеив&чня. Ijn последугп^га итерациях пара-гатры Р и Т принимаются равнизш ссответствугзим парзмзтргзм ПТОЗ, ;ля угла поворота ротора -90°; 2) для РП - значения Р и ? net-той полости на стороне всасывания в момент отсоедпюш'л от пае 'П; 3) для ЗП - давление и температура нагнетания; 4) тоязерату->а нагнетания в первом приблитеишз определяется та условия адиа-атного процесса сглтия. При послздус^к итерациях теьтпратура нагнетательном патрубке переопределяется по ¡штегральпой седине нзссы газа поступивпзго в нагнетательный патрубок и его то-лосодергания;. 5) иидшеаторная и температурная дютра-'.'ли первого риблилзния задаются на условия адиабатного процесса сгатия. Ус-эвиеы окончания расчета является отличие давлений и те1Ларатур индикаторной и температурной диаграммах данного и прэдудугрго рпЗлитания соответственно не более Р-0,001 НПз и 7-0,0 к.

Второй раздел посвягдэн описанию \М и реаливу1г;ей ое npepsu-j на ЗЕН, Еззовы>.а1 уравнениями Ш являются ди^'фэрэнцизлыи^ завнеиия, описыващне изменение давления и температура рабочего >ла в процессах происходя^« в расматривпеюсс полостях Р1Ш?:

dtp Z5\!VcFç+m"pUp K-1UP ФР}'

JT - (K'i)T fU-dQ K-i - M4rñ fi /) nOdV)

Параметры газа в ЗП (образуэотй мздпу ротором, оолотншеон и сточкой корпуса под золотник) расчитываются дп углов НЮ°- £> р 4 270° - Г**- 'Cl - Za , В П111 IR 0o 4 V 4 00°, u PIl для углоэ 0 + Zo - t 4 lPí 270°.

Расчет параметров газа и ПППВ недетон в два этапа - до м JÄ& отсоединения F1L Чначиниа Р и Т , соптьетотвук»)«' коту )вого этапа Сорутин tca.it начальные условия для ытороги мак

7

вычислений.

В эволюции РП выделяется пять периодов: 1 - образование на стороне всасывания, РП при этом является частью ППНВ и параметры в ней определяются из расчета ППНВ; 2 - условное отсоединение от ППНВ и перенос на сторону нагнетания без изменения объема; 3 -сообщение РП с БП; 4 - сжатие; Б - сообпрние РП с полостью нагнетания и непосредственно нагнетание газа. Расчет параметров газа в РП производится до угла V -270°, далее параметры принимается постоянными и равными параметра).! нагнетания.

Шссовый расход газа через цели в Ш расчитывался по методике С. Е. Захаренко. Размеры щелей определялись с учетом тепловых деформаций рабочих органов РКБС. В соответствии с экспериментальная исследованиям:!, температура газа притекаемого через цели бралась равной сродней температуре стенок. При расчете течения через всасыпаюсдао и нагнетательное окно, использовалась формула Сен-Еенаяа и Вэнтцеля. Коэффициенты расхода J* для окон били определены экспериментально и взяты из анализа литературных источников.

Коэффициент подачи РКЕС определялся расчетом массы газа подаваемого компрессором потребители и приходящуюся на одну РП, которая в свою очередь определяется как количество газа находящегося в РП в момент прекрацэния поступления газа через окно всасывания за вычетом массы газа, которая утечет из РП в процессе перекоса и сжатия в полость всасывания и массы газа прите ка»-прго в ПШШ из полости нагнетания:

Д = ^f -У^Шср (*)■&)/{<%■ VT).

Работа соверслемля над газом за цикл, определялась интегрированием дифференциального уравнения dL/df =V-dP/dV , решаемого совместно с уравнениями рабочего процесса.'

Оцоика эффективности РКВС осуществлялась по внутреннему адиабатному кпд.

Третья глава состоит из двух разделов и посвящена разработке методики расчета геометрических характеритик роторного компрессора.

В термодинамическом расчете роторных компрессоров с обкаты -

8

ваемыми роторами важное положение занимает вопрос определения координат точки зацепления роторов, для произвольного их положения. а такта геометрические параметры цели (радиусы кривизны стенок и величина зазора) в зоне зацепления. Используемый в настоящее время метод Гохмала, развитый в работах Л А. Сакуна, га.эет недостаток из-за наличия грамоздких аналитических преобразований при выводе уравнения зацепления для конкретного вида кривой опн-сываюз^й профиль ротора, что неудобно для создания универсальной методики расчетов на Поэтому в первом разделе главы предлагается задавать профиль ротора таблицей координат и ннтерполиро-вать их кубической сплайн-функцией 3(х). Координаты точки зацепления при этом расчитываются из уравнения зацепления полученного из известного метода профильных нормалей:

а-Б1п( V ) - х + Э'(х)-С 0-С05{ <Р ) -5(х)3 - 0. где х, у-й(х) - координаты исходного профиля интерполированного сплайном; Б'(х) - производная сплайна; а-соз('Р) -

координаты полюса зацепления; С? - радиус начальной округлости;

V - угол поворота ротора. Использование этого уравнения позволяет численным методом найти координаты сопряжннсго профиля. В работе таклсэ предлагается методика расчета точки аацепления действительных профилей роторов основанного на отыскании на профиле ротора точки наименее удаленной от сспрллянного ротора. Ь'отод основан на минимизации растояния мелду точками, полученных пере» сечеш:ем нормали проведенной к профили одного из роторов с профилем другого. Данная методика поаволяет определить коордгаати точки зацепления и величину профильной щели для роторов теоретически не являющимися обкатываемыми, ешши словами, роторов очерченных 1ср1гвьз.(и близкими по форме к обгатызаемш кривым. Это дает воэмогаюсть проводить анализ профильных целей на стадии проектирования.

Во втором разделе главы дается методика и алгоритм расчета объема рабочей полости У('Р) и ее производной «р от угла поворота ротора. Рассмотрен обпз;й слоган для асиметртагнх двухсторонних вакрученных вдоль оси роторов и передаточным отношением 1*1, что харз1сге: чо для роторов винтового кошресссора. вместе : тем, возмогло г вменение асиметрнчных роторов с небольшой п-э-

9

ичлпой закрутки в нагнетателях тша Руте и в конструкции исследуемого роторного ксулрсссора.

Ягодина основана на интерполяции передней и задней сторон профиля кубическими сплайнами в подвюшых системах координат ротора. 1Ь аналогии с работой И. А. Сакуна рассматривается 3 этапа в процессе образования полости. 1 и 3 - этапы непропорционального кзмзнения с.Зъема полости, 2 этап - изменение полости происхолит па лшюйному закону и определяется углом зшфутки роторов. 0бгюм впадины роторов для первого ^третьего этапов определяются из ¿цхшзюга: У( <р) - ■ ^ Г(<р) сИР, где & - длина рото-

ра; То - угол, закрутки ведущего ротора; Г(<Р) - площадь торцевого сечения впадины, <р, и % = £(<р) - пределы интегрирования.

Езличина пловди ^торцевого сечения впадины определяется из зираггюш: ) - 2Г-6( г ) • . где Ъ - текущий радиус; Zг ^&Z^-/s(lP)- пределы интегрирования; 6(2) - центральный угол, определявший длину дуги элементарной площадки принятой и виде «дальца, внутренний и нару;шый радиусы которого соответственно равны 2 и 2 +

Для различных полокэнкй роторов рассмотрена методика и алгоритм расчета зависимости 6(2). а таша пределов интегрирования V/ и *Рг , и Ъг для впадин ведущего и ведомого роторов в процессе заполнения и освобождения.

Профили роторов, применяемые в г.лследуемо^ компрессоре, аналогичны профилям роторов нагнетателей типа Руте и характеризуется тем, что, как правило, выполняются симметричными и с передаточным отношением 1 - 1, а роторы прямовубыш. Расчет зависимости УСУ) и йЧ/йЧ* для такта профилей роторов существенно сокращается, та: как кз указанной выше методики берется лишь расчет вависимостн объема впадины ведущего ротора, которая в свою очередь для прямозубых роторов пропорциональна длине ротора и площади поперечною сечения. Зависимость объема впадины ведомого ротора получается смещением зависимости впадины ведущаго ротора на угод определяемый количеством оубъев ротора. Объем парной полости на стороне всасывания получается сложением этих зависимостей.

Аналогичный пдход принимается для определения вависимости объема ващемлениой полости от угла поворота ротора. Отрицатель-

10

ное значение зависимости ЗП Vz(Ч>) соответствует Енедрешю го-лоею! золотника во впадину ротора, поэтому пеличина объема рабочей полости определяется как сумма объема впадины ротора Vh, об-' ъема VzCP) и минус объем V.CP), оависишсть которого аналогична зависимости объема освобождения впадины ротора на сторопэ всасывания.

В четвертой главе приводится методига расчета сил и момонтоз действующ« на роторы компрессора, значения которых необходим! для уточненных конструктивных расчетов пестерен связи я опор роторов в процессе проектирования. По аналогии с работой A. Ü 1Слтд рассматривается 2 расчетные схемы. В первой расчетной схемэ ро-' торы компрессора подвержены действию сил чазления газа го всасывающей полости и полости нагнетания. Ео зторой расчетной схемэ роторы компрессора нагрукаюггся дополнительно силой давления газа в рабочей полости. Величина газовой силы определяется произвела-ш:ем трех сомножителей: давления газа в рассмзтрив е><ой полости, длили ротора н, длины хорды, стягивак™эй характерна точки. Cyii-мзрная газовал сила определяется векторшлл сложенней сил действующи на все участки ротора, а су),«арная величина момента а" -гебраичэсют, с учетом знака, суммированием моментов соэдшзаепля газовюи силами. Данная методика реализована в виде tiporpaiMi па SEi и позволяет производить расчеты для любого типа премилой роторов, величины среднего крутящего момента на приводном валу компрессора, что позволяет оценить величину индикаторной мор'.ос-ти.

Пятая глава посвящена зюшеркнепталыилл исслздсзашгпн ПиХ!.-В ней дается описание экспериментального стенда; методик проведения и обработки эксперимента, оценка погрескостей измерений и описание конструкций экспериментальных роторных компрессоров КР-б/2 и КР-4/2,6. Экспериментальные роторные 1со;ярессорм имеет-достаточно близкие массогабаритнке показатели, но различаются по ряду геометрических параметров. Их параметры соответственно: диаметры ротора 119 и 148,8 мм; диаметры золотников 80 и 105 i-Sí; угли подрезки роторов -7° н 17°; детга роторов 120 и 100 isj; изицентровое расстояние 75 и 100 ми; угол сксса золотника

-68° и 73°; геометрическая степень слатги соответсгзугс^л■ '«цпцту выхода из зацепления ротора и яолотнгаез 1,4 и 1.-Í; т-

11

рагышй угол, уплотнительной кромки рабочей камеры под золотник Zi -14° и 13°; профили роторов - окружной и эллиптический. Для достижения минимальных профильных зазоров, профили роторов были покрыты герметизирующем покрытием. Ыонтажные зазоры в исслэдуе-шк РКЮ были соизмерив и находились в пределах: радиальные 5« -0,07 f 0,13; торцевые 8т< -0.Об ¿ 0,1 и Ora-0,12 * 0,17; профильные & -0,0S * 0,20. Получены экспериментальные-' характеристики при различных окружных скоростях роторов U и отнесений давлений нагнетания и всасызакия Л.

Выявлена слабая вазисимость одиататного общего кпд £c¿> от Ü. что дает возможность применять малые окружные скорости при непосредственном'приводе компрессора от электродвигателя.

Для компрессора КР-б/2 максимальный адиабатный кпд 2mj-0,61 получен при Я-ЗЬ м/с, 11-2, при атом коэффициент подачи составил Л -0,78.

Дня компрессора КР-4/2,6 максимальный адиабатный кпд '¿сз -0,7 получен при Ü-S0 м/с. U-2, при этом Л -0,65, перепад температур д Т - Т» - Тя - 75 К.

С целью изучения рабочего процесса PKBG было проведено инди-цировшше рабочих полостей. Датчики давления устанавливались на роторе и па корпусе РКЮ. Полученные индикаторные диаграммы использовались для анализа и уточнения физических представлений о рабочем процессе РКБС при разработке Ш.

Проведено термоштрировашз корпуса и роторов РКЕС для различных резаков работы. Шлученкыз данные аппроксимированы еави-симостями и использованы в Ш РКЁС.

Подучены пусковые экспариментальныз характеристики РКЮ.

Проведено экспаримэнталыюз исследование теплообмена rasa со стенками при течении в с,? лях. Исследование проводилось для канала» с плоскопараллельншл стенками и со стенками выполненными по дуге окруиюстл. Установлено, что максимальное отличие темпора-tjфы газа от средней температуры стенок для ерлай первого типа составляет 1. БХ, а для г,елей второго типа не более 3,бХ.

В состой главе приведены результаты моделирования рабочих процессов РКВС и анализ влияния геометрических параметров на энергетические и объемные показатели РКВС.

Проведопо сравнение расчетных и экспериментальных нпгрузоч-

гг

пых и скоростных характеристик Отмечена хорошая количественная и качественная сходимость результатов. Расхождения по Л ч 2аа не превыкаот 4Z.

При проектировании ?КВС возшнгаот необходимость выбора величины угла Се . С одной стороны увеличение угла ос позволяет увеличить сопротпиленйе радиальной щели золотника, с другой сторон», болышм значениям 'се соответствуют Сольете значения объема БП, а это в сеоо очередь ухудшет показатели ко;шр2ссора. Исследование влияния угла Ze на характеристики РКВС показало, что оптш!альная велнчгот этого угла „тагзп? з пределах 11° * 13°.

Сопоставление характеристик PREC для различных вел:ч:пг'П показало, что оптимальной величиной угла является угол, обеспечивающий запаздывание момента образования окна пагнеташш нэге-ду 80Л0Т1ШТОМ и iropnycoM по относешга г. моменту образования огаа нагнетания мемду ротором и золотт--сом на величину -10° * 12° Это позволяет использовать томпрессор с одг-м тш:м подрезанных золотнгасоз на разлитые значения П с нанмзньЕОй в^ллчипоЛ потерь

Проведены исследования влияния величины угла Оа», опродед. сз^го полскэниэ KpotMii всасывающего oiffia, a такж влияние пелл-таш профильного, радиального и торцевых зазоров на характеристики itoimpeccopa. Даны рекомендации по их выбору.

Выводы

1. Исследуемая в работе копструтсция роторного icci.^rpcccopa внутреннего статия является развитием схемы нагнетателя типа Руте. Благодаря установке в полости нагнетания двух газораспределительных золотников, подрезанных с задней стороны профиля, а такте частичной раст&чке кромки корпуса компрессора под золотите. получен более эффективный рабочий процесс внутреннего сга-гия.

2. Проведено сравнение исследуемого компрессора с другкмл гилами роторных магоп; по Зад . Покчзано, что для отношения ;анлений от 1,6 до 2,6 наследуемый компрессор превосходят нокауте ли дря"их типов малин. Высокая экономичность исследуемого rai/npeccopa объясняется его преимуществами:

- в компрессоре применены двусторонние профили роторов, что

13

позволяет получить высокий коэффициент' кспольвования рабочего пространства корпуса;

- малое сопротивление проходного сечения для газа на участке нагнетания;

- висо]сал герметичность целой, образованных рабочими органами компрессора;

3. Разработана методика расчета зависимости объема рабочей полости и ее производной от угла поворота ротора. Особенностью предложенной методики является то, что она универсальна и пригодна для расчета произвольного типа профилей роторов винтовых компрессоров, газодувок Руте, кошрессоров с частичным внутренний сгатиэм.

4. Разработана универсальная ызтодика расчета сил и моментов. действующих на роторы компрессора от давления газа для произвольного Tima профилей роторов, что позволяет производить уточненный расчет подшипников и шестерен связи роторов.

6. Разработана методика индицирования, исследован рабочий процесс с помоцыо экспериментальных осциллограф Проведено тер-шизтрироааяие поверхностей статора и ротора, данные аппроксими-рованыиз зависимостями для оценки температурного состояния деталей юэмлрессора.

7. Проведено экспериментальное исследование теплообмена при течении rasa в целях. Установлено, что течение газа из изотермическое, в следствии чего температура газа на выходе из ¡зэли близка к температуре стенок.

0. Разработана ММ РКБС. Модель базируется на ди4фзронциаль-кых уравнениях термодинамики перешшшй иассы, огогеываяцих изменения параметров сзвшаемого газа в рабочей процессе. В математической модели учтен теплообмен газа в гулях.

9. Получены пусковые экспериментальные и теоретические характеристики роторного компрессора. Анализ характеристик показал, что для компрессоров с интенсивным охлаждением корпуса и роторов в штоштической «одели необходимо учитывать влияние тепхообызва гааа со стенками рабочей полости, для коыпрзссороз без охлаждения указанным теплообменом моию пренебречь.

10. Проведены зкеперииенгашшо исследования двух роторных кошрессоров. Выполнено сравнение теоретшеасих и экопаримеи-

14

твлькьм характеристик, что позволило сделать el®од о хорогзй качественной и количественной сходишс-ги ренультатов.

11. Параметрический анализ poTopiroro 1сомлрессора, вьяоляеп-иый с помощью математической шдэли, позволил сделать слздуюзгэ выводы:

И. 1. Оптимальная величина угла Ze . определяющего величину дуги цилиндрической расточют корпуса под золотник, легзгг в интервале от 11" до 13°.

11.2. Оптимальной величиной угла Zx.e яаллется угол обзспечи-nasKjírt запаздывание начала раскрытия окна ызяду золотником и ¡сор-пусом по отношению к моменту образования окна нагнетания 1.:эгду ротором и золотником на величину л 'Р -10° * 12".

11.3. Еелкчину угла , Zo* следует зыбирать из условия отсечения рабочей полости от всасывагг^го о.кла на 3° * Б° по углу поворота ротора рзньсе момента сообщения рабочей полости с заземленной. 1

11.4. Зазоры золотников оказывают мзиьсзе влияние па горис-геристгас! компрессора по отнопениа к зазорам роторов, следовательно с целью облегчения сборки ¡сошрессора допускается пзгато-зсо савыгзегшз зазоров золотника.

По теме диссертации опубликованы следущно работы: :. А. С. 1044824 (СССР) ÜHJÍ F04c 18/14. Роторный компрессор

/Г. К. Чекуисин, IL С. Хашдуллин. - Опубл. в Б. JL , $983. t'o S3, !. Еэтанцев IL С., Придалцев А. С., Хулгдуллтni !i С., Чзкуиаш Г. II Особенности математического моделирования рабочих процзссоз п результаты разработок роторных гомлрессороа //Тез. докл. vili Бсесоюз. конф. по компрессоростроспип. Сумы: 1С89,

- С. 139.

. Кбраев <llíE Жшидудлин 11 С., Чакускаи Г. П. Акаякэ icOMSirmrpo-ванных профилей роторных кошрессороа //Нэв. вузов, сер. • Из-аиностроекие, 1986, tío 7. - С. 72-75.

Нбраев А. 11, Хамидулллн !(. С., Чэкупкил Г. II 0 рацяонаиытоц профилировании роторов нагпетателой внесшего сгатнл //Тез. докл. VIII Всесзпз. конф. по гаипрэссоростроэшш. Суглг 1S89,

- С. 138-139.

Хшидуллзш !£. С. , Ибраев А. И, Расчет кгагоиатики роторных изisi-

15

рессороз //Тез. догах. VII Всесоюз. конф. по компрессорострое-нм - Казань: КХГИ, 1985. - С. 140-141.

6. Чекушкин Г. Е , Хамидулшш П. С. Исследование динамических процессов в области зацепления роторов нагнетателей типа Руте //Тез. докл. VI Всесояэ. конф. по коыпрессоростроент Л.: 1931, - С. 119.

7. Чекушзш Е , Хаыидудлия Ц, С. Нотодика и некоторые результаты индицирования роторного компрессора //Позышение эффективности холодильных машин. - Л: ЛГИХП, ЛГИ, 198а - С. 118-124.

8. Чекушкин Р. Е , Хамидуллин Е С. Золотниковый роторный компрессор //Экспресс-информация, сер. ХИ-Б. - Ы.: ЦИНГИхимнгфгемаа, 1985, N0 4-0.3-9.

9. Чекушкин Г. II', Хамидуялин М. С., Нзлшсв Е Е Численный метод профилирования л анализа геометрии рабочих камор роторных компрессоров. - и.: Рукопись депон. в ЩШТИхишефггемаа, 1983, Но 1879-ХН88 деп. - 26 с.

Соискатель 11 с- Хашдуллип

Бакаа Ко 182

Офсетная лаборатория ГОСТИ 420016, Казань, у*. К. Шркса, 68

Тираж 60 экз.