автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.06, диссертация на тему:Создание и совершенствование ступеней компрессоров объемного действия для автономных мобильны установок

На правах рукописи

КЭША Владимир Леонидович

СОЗДАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТУПЕНЕЙ КОМПРЕССОРОВ ОБЪЕМНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ МОБИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

05 04 06 - Вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

□□34494

003449464

Работа выполнена в Омском государственном техническом университете

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор, Прилуцкий Игорь Кирович

доктор технических наук, профессор, Хрусталев Борис Сергеевич

доктор технических наук, профессор, Калнинь Игорь Мартынович

Ведущая организация

ЗАО «НИИтурбокомпрессор им В Б Шнеппа», г Казань

Защита состоится «19» ноября 2008 г. в 14 30 часов на заседании диссертационного совета Д 212141 16 в Московском государственном техническом университете им НЭ Баумана по адресу 105005, г Москва, Лефортовская набережная, д 1, ф-т «Энергомашиностроение»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им Н Э Баумана

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по адресу 105005, г Москва, 2-я Бауманская улица, д 5, ученому секретарю диссертационного совета Д 212 141 16

Желающие присутствовать на защите должны заблаговременно известить совет письмами заинтересованных организаций на имя председателя совета

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 141 16

Автореферат разослан _2008 г

кандидат технических наук, доцент

Колосов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Область применения автономных мобильных установок для выработки сжатого газа (далее МКУ) постоянно расширяется и включает в себя передвижные воздушные компрессорные установки общего назначения, специальные компрессорные установки, в том числе передвижные воздушные и азотные установки среднего и высокого давления для обслуживания месторождений нефти и газа и газонефтепроводов, передвижные газонаполнительные станции, в том числе АГНКС, малорасходные компрессорные установки для транспортных средств и систем жизнеобеспечения, компрессионные холодильные установки для рефрижераторных объектов, модульные компрессорные станции контейнерного типа, а также МКУ специального назначения В данном диссертационном исследовании рассматриваются преимущественно воздушные передвижные, переносные и транспортные компрессорные установки с поршневыми, роторно-поршневыми и роторными компрессорными ступенями производительностью от 0,5 до 100 нм3/мин и с давлением нагнетания до 10 МПа

Как показал обзорный анализ научных и технических достижений в области проектирования компрессорной техники, в настоящее время из всей совокупности требований, предъявляемых к МКУ, наиболее актуальными становятся повышение их мобильности и автономности, обеспечивающие высокую транспортабельность (малый вес, малые габаритные размеры, возможность транспортирования с высокой скоростью, высокая проходимость по бездорожью) и малое время перевода из походного состояния в рабочее и обратно, надежность, большие межремонтные периоды, минимальный ЗИП, максимальное время работы при фиксированном количестве возимого запаса топлива, возможность эксплуатации в широком диапазоне атмосферных условий без дополнительной подготовки и применения специальных предпусковых систем, приспособленность к жестким условиям транспортировки (температура, давление, инерционные перегрузки, вибрация, ударные воздействия, изменение пространственной ориентации и т п), простоту обслуживания и эксплуатации при минимальном количестве обслуживающего персонала или при полном его отсутствии

Это невозможно без совершенствования основных структурных элементов МКУ - компрессорных ступеней, что связано с необходимостью дальнейшего изучения процессов тепло- и массообмена, протекающих в рабочей камере поршневых, роторно-поршневых и роторных компрессоров и отражающих особенности конструкции компрессорной ступени и ее элементов, условия ее функционирования в составе МКУ

Научной проблемой, решаемой в данном диссертационном исследовании, является создание научной базы для повышения мобильности

и автономности МКУ путем совершенствования рабочих процессов ступеней поршневых, роторно-поршневых и роторных компрессоров

Значимость этой научной проблемы отражена

- в тематике госбюджетной фундаментальной НИР 1 11 07 «Разработка методов экспериментального исследования теплового и газодинамического взаимодействия газового потока с микрооребренными и перфорированными объектами»;

- в тематике госбюджетных НИОКР «Разработка конструкторской документации на нестандартные аппараты технологического стенда пропитки (Т-8) Разработка технического задания на обследование систем теплообмена на установках риформинга в части аппаратурного обеспечения» (договор № 63/933 от 16.04 2003 г.) и «Разработка конструкторской документации и изготовление нестандартных функциональных элементов для процессов пропитки катализаторов риформинга, осушки и очистки водородсодержащего газа Технологические модели усовершенствования процесса риформинга» (договор № 264/113/04 от 01 02 2004 г ), выполненных в рамках государственного контракта № 02 190 11 09 от 11 042003 г и содержащих анализ взаимного влияния объемной компрессорной ступени и элементов технологических систем, в том числе теплообменного оборудования,

- в тематике госбюджетных и договорных НИР «Поисковые исследования путей создания комбинированного двигателя нового типа на основе использования роторно-поршневого газогенератора и газотурбинной расширительной машины» (государственный контракт № 1551 от 24 03 2008 г на основании постановления Правительств РФ № 771-35 от 10 11 2007 г ), «Разработка и исследование базового образца двухроторного компрессора» (договор № 947/48 от 03 02 1989 г.), «Модернизация компрессорной установки КУ-10М1» (договор № 199/252 от 03 02 1999 г), «Анализ энергетической и экологической эффективности основных технологических систем АОЗТ «ЭКООЙЛ» (договор № 89 от 01 03 1999 г), «Экспертный анализ эффективности компрессорных систем» (договор № 465-7у/18с от 01 10 1999 г.), «Разработка системы теплообмена для передвижных установок с поршневыми компрессорами и изготовление теплообмевных аппаратов» (договор № 445/425 от 25 04 2005 г), «Разработка ряда дожимающих компрессоров для передвижных компрессорных станций» (договор № 603 от 24 07 2006 г), «Разработка мобильной компрессорной азотной установки МКАУ» (договор № 147 от 15 08 2007 г), предметом которых явились исследование и совершенствование систем охлаждения, узлов газораспределения и уплотнения, а также конструктивных схем объемных компрессорных ступеней и взаимосвязанных с ними систем МКУ

Цель работы

Научное обоснование и определение основных направлений повышения мобильности и автономности МКУ путем совершенствования рабочих процессов ступеней объемных компрессоров

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи

] Обосновать требования к компрессорным ступеням объемного принципа действия, предназначенных для мобильных установок

2 Провести классификацию бессмазочных компрессорных ступеней, использующих в качестве сжимаемого рабочего тела смесь газа с капельной жидкостью (так называемое газожидкостное рабочее тело) или газ при отсутствии в нем капельной жидкости (так называемое «сухое» рабочее тело) и выявить их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, влияющие на рабочий процесс

3 Разработать математические модели рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объемного действия с «сухим» и газожидкостным рабочим телом, учитывающих их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, в том числе при наличии микрооребрения на поверхностях рабочей камеры, при использовании самодействующих перфорированных клапанов с малым определяющим размером проточной части и при их размещении на подвижных деталях, при наличии уплотнительных узлов с гладкими и лабиринтными плоскими зазорами, при подаче в рабочую камеру низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды

4 Исследовать влияние микрооребрения на поверхностях рабочей камеры ступени на рабочий процесс этой ступени, на процессы теплопередачи в ее стенках и на их температурные поля

5 Исследовать взаимосвязь конструктивных параметров перфорированных самодействующих клапанов с малым определяющим размером проточной части с рабочим процессом ступени, газодинамическими и динамическими характеристиками клапана

6 Исследовать газодинамические характеристики плоских щелевых зазоров при гладких поверхностях формирующих их стенок и при наличии на этих стенках микрорельефа (лабиринтные бесконтактные уплотнения с гладкой втулкой) и их влияние на рабочий процесс ступени

7 Исследовать рабочие процессы компрессорных ступеней объемного действия при подаче в их проточную часть низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды

8 На основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объемного действия определить основные направления повышения мобильности и автономности МКУ путем совершенствования рабочих процессов таких ступеней

9 Разработать научно-обоснованные рекомендации по созданию конструкций бессмазочных компрессорных ступеней объемного действия для МКУ и их основных функциональных систем и элементов, оценить перспективы дальнейшего совершенствования машин такого типа

Объектом исследования являются бессмазочные ступени поршневых и роторных компрессорных машин в составе передвижных, переносных и

транспортных компрессорных установок, предметом исследования - рабочие процессы бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров с однофазным («сухим») и газожидкостным рабочим телом, предназначенных для мобильных установок

Методы исследований включают натурный эксперимент по исследованию рабочих процессов компрессорных ступеней объемного действия и их отдельных составляющих с использованием компьютерных технологий обработки его результатов, аналитические методы расчета и анализа, математическое моделирование рабочих процессов бессмазочных поршневых и роторных ступеней с однофазным и газожидкостным гетерогенным рабочим телом.

Научная новизна работы В диссертации впервые предложена общая методологическая концепция повышения мобильности и автономности МКУ, основанная на совершенствовании рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объемного действия с «сухим» и газожидкостиым рабочим телом, в том числе путем обеспечения рациональных соотношений между определяющими размерами элементов проточной части ступени н их компоновки

Основные научные результаты работы 1. Разработаны математические модели рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объемного действия с «сухим» и газожидкостным рабочим телом, учитывающих их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, в том числе при наличии микрооребренич на поверхностях рабочей камеры, при использовании самодействующих перфорированных клапанов с малым определяющим размером проточной части и при их размещении на подвижных деталях, при наличии уплотнительных узлов с гладкими и лабиринтными плоскими зазорами, при подаче в рабочую камеру низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды.

2 Получены результаты исследования влияния микрооребрения на стенках рабочей камеры компрессорной ступени при отсутствии капельной жидкости в проточной части на изменение параметров состояния газа при протекании рабочего процесса, температурного состояния стенок рабочей камеры, интегральных характеристик ступени по сравнению с гладкими стенками рабочей камеры, получены результаты оценки влияния системы охлаждения ступени на мобильность и автономность МКУ.

3 Получены результаты исследования влияния геометрических параметров многоканальных самодействующих клапанов перфорированного типа на рабочие процессы бессмазочной компрессорной ступени и их интегральные характеристики, на динамические характеристики клапана и связанные с ними возможности повышения мобильности и автономности МКУ, в том числе на основе вновь полученных трехпараметрических зависимостей для определения коэффициента расхода таких клапанов

4 Получены результаты исследования влияния геометрических параметров плоских щелевых зазоров в бесконтактных уплотнительных

узлах рабочей камеры бессмазочной компрессорной ступени на ее рабочие процессы, интегральные характеристики и связанные с ними возможности снижения значимости трибологических факторов и соответствующего повышения мобильности и автономности МКУ, в том числе на основе вновь полученных трехпараметрических зависимостей для определения коэффициента расхода таких зазоров

5 Получены результаты исследования влияния свойств и параметров капельной жидкости, в том числе низкозамерзающей жидкости на основе воды, подаваемой в проточную часть ступеней винтового и роторно-поршневого компрессоров, на рабочий процесс и внешние характеристики таких ступеней и связанные с ними возможности повышения мобильности и автономности МКУ

Достоверность полученных результатов подтверждается сопоставительным анализом расчетных данных с собственными экспериментами и известными опубликованными экспериментальными и расчетными результатами, применением расчетных методик, основанных на фундаментальных законах физики и экспериментально подтвержденных эмпирических соотношениях, использованием стандартной и многократно апробированной аппаратуры, расчетом погрешностей измерений и верификацией полученных результатов

Практическая ценность результатов работы состоит в разработке программ расчета рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней, методик экспериментальных исследований рабочих процессов компрессорных ступеней и их основных узлов, а также экспериментальных стендов для их реализации, в получении результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований, в разработке рекомендаций по созданию и совершенствованию конструкций бессмазочных компрессорных ступеней и их основных систем и узлов и в их использовании в практике расчета, проектирования, разработки и модернизации компрессорных ступеней объемного действия (ОАО УКЗ, г Екатеринбург, ФГУП ОМО им П И Баранова, г Омск; ФГУП ПО «Полет», г Омск; ООО НТК «Криогенная техника», г Омск), а также в учебном процессе при подготовке учебных курсов «Теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров», «Теория, расчет и конструирование роторных компрессоров», «Компрессорные станции» (ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет») На защиту выносятся

1 Научно обоснованные основные направления повышения мобильности и автономности МКУ путем совершенствования рабочих процессов ступеней объемных компрессоров, в том числе за счет обеспечения рациональных соотношений между определяющими размерами проточной части ступени, ее основных и дополнительных конструктивных элементов

2 Результаты исследования нестационарных процессов теплопередачи в рабочей камере бессмазочной компрессорной ступени, в том числе результаты анализа влияния микрооребрения на стенках проточной части

ступени на рабочий процесс ступени, на снижение температуры нагнетания и изменение температурного поля стенок рабочей камеры, взаимосвязи интенсификации отвода тепла от сжимаемого газа в рабочей камере с соответствующим изменением режимных и конструктивных параметров системы внешнего охлаждения ступени.

3 Результаты исследования рабочих процессов бессмазочных ступеней с перфорированными клапанами, газодинамических и динамических характеристик последних, в том числе результаты анализа взаимосвязи снижения определяющего размера проточной части таких клапанов при неизменной суммарной площади их проходного сечения и возможности повышения быстроходности ступени без снижения ресурса клапанов и ухудшения экономичности рабочего процесса.

4 Результаты исследования рабочих процессов бессмазочных ступеней с бесконтактными узлами уплотнения в рабочей камере и газодинамических характеристик плоских щелевых зазоров гладкого и лабиринтного типа (с гладкой втулкой), в том числе результаты анализа влияния геометрических параметров проточной части таких зазоров на их пропускную способность и взаимосвязи пропускной способности зазоров с интегральными характеристиками компрессорной ступени, режимными и конструктивными параметрами ступени и рабочей камеры.

5 Результаты исследования рабочих процессов ступеней с подачей капельной жидкости в их проточную часть, в том числе процессов теплообменного, массообменного и газодинамического взаимодействия капельной жидкости с потоком газа в рабочей камере при различных свойствах и параметрах жидкости, а также при различных конструктивных и режимных параметрах ступеней роторных и роторно-поршневых компрессоров

6 Результаты синтеза новых технических решений, основанные на результатах проведенных научных исследований и касающиеся схем и конструкций проточной части бессмазочных ступеней компрессоров объемного принципа действия, предназначенных для МКУ, их основных систем и узлов

Личный вклад диссертанта состоит в постановке задач, в анализе и обобщении результатов, в разработке рекомендаций и внедрении полученных результатов в производство и в учебный процесс, в руководстве созданием экспериментальных стендов и проведением экспериментальных исследований рабочих процессов ступеней поршневых, роторно-поршневых и винтовых компрессоров и их составляющих (процессов теплообмена между газом и стенками рабочей камеры, на которых выполнены микрооребрения, процессов течения газа через многоканальные клапаны перфорированного типа и плоские щелевые зазоры при наличии на их образующих поверхностях микрорельефа, динамики клапана, размещенного на подвижных деталях) и в непосредственном участии в этих работах, в разработке математических моделей объемных ступеней с гетерогенным газожидкостным рабочим телом и с однофазным газовым («сухим») рабочим

телом и расчетных методик на их основе, в проведении расчетно-теоретических исследований рабочих процессов ступеней поршневых, роторно-поршневых и винтовых компрессоров

Апробация работы Результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на VII Всесоюзной научно - технической конференции «Повышение технического уровня и долговечности компрессоров и компрессорных установок» (Казань, 1986), 5-м семинаре кафедр и групп теплофизического профиля вузов Сибири и Дальнего Востока (Кемерово; 1986); VIII Всесоюзной научно - технической конференции «Создание компрессорных машин и установок, обеспечивающих интенсивное развитие отраслей топливо - энергетического комплекса» (Сумы, 1989), XII Международной научно - технической конференции по компрессорной технике (Казань, 2001), II Международной научно -технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2003), XIII Международной научно -технической конференции «Компрессорная техника и пневматика в XXI веке» (Сумы, 2004), III, IV, V VI Международных научно - технических конференциях «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1999, 2002, 2004, 2007), XIV Международной научно - технической конференции по компрессорной технике (Казань, 2007), 59-й Международной научно -технической конференции ААИ «Автомобили, специальные и технологические машины для Сибири и Крайнего Севера» (Омск, 2007), а также на научных и научно-технических семинарах кафедры «Компрессорные и холодильные машины и установки» ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет», кафедры Э-5 Московского государственного технического университета им Н Э Баумана

Автор выражает глубокую признательность своим учителям докторам

Б С Фотину

технических наук, профессорам А Н Кабакову, П И Пластинину за постоянное внимание, поддержку и ценные советы при проведении исследований и подготовке диссертации

Публикации По теме диссертации опубликовано 60 печатных работ, в том числе I монография, 14 статей в центральных журналах, входящих в рекомендуемый список ВАКа, более 20 авторских свидетельств и патентов на изобретения, 3 свидетельства об отраслевой регистрации разработки (программ расчета), 17 статей и тезисов, вошедших в научно-технические сборники, а также в сборники трудов и тезисов Международных научных конференций

Структура диссертации Диссертация состоит из введения, списка обозначений, семи глав, заключения, списка использованной литературы из 322 наименований Общий объем диссертации составляет 426 страниц, в том числе 260 страниц основного машинописного текста, 211 рисунков и 8 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы научная проблема, научная новизна, выносимые на защиту основные научные положения Представлена структура комплекса теоретических, экспериментальных исследований и прикладных разработок, составляющих представленную диссертацию. Изложена структура диссертации и краткая характеристика её основных разделов.

Первая глава посвящена обзорному анализу состояния научных и прикладных исследований рабочих процессов компрессорных ступеней объёмного принципа действия, их взаимосвязи с конструкциями компрессорных машин и МКУ

Различие между МКУ и стационарными компрессорными установками определяется особыми требованиями, предъявляемыми к компрессорной технике при ее эксплуатации в мобильных условиях Многочисленность прямых и косвенных функциональных связей между агрегатами и системами выпускаемых в настоящее время МКУ во многом определяется техническим несовершенством компрессорных ступеней и компрессорных машин в целом, все многообразие которых целесообразно классифицировать следующим образом поршневые и роторные компрессоры со смазываемой проточной частью (в том числе так называемые «маслозаполненные» роторные машины); поршневые и роторные компрессоры с несмазываемой проточной частью (в том числе поршневые компрессоры с полным отсутствием жидкой смазки в компрессоре; поршневые компрессоры со смазкой механизма движения и «сухой» проточной частью, роторные компрессоры с «сухой» проточной частью (т е. при отсутствии в ней какой-либо капельной жидкости) и с подачей в проточную часть несмазывающей жидкости).

Одним из направлений совершенствования объемных компрессорных ступеней может являться обеспечение рациональных соотношений между определяющими размерами элементов проточной части ступени; при этом к последним относится и жидкость, взаимодействующая с газовым потоком и оказывающая влияние на тепло- и массообменные процессы Основываясь на результатах проведенного анализа и используя элементы эвристических поисковых схем, научные аспекты предполагаемой возможности совершенствования рабочих процессов компрессорных ступеней и связанного с этим улучшения технических характеристик МКУ можно сформулировать в виде следующих предположений

- если в проточной части компрессорной ступени отсутствует капельная и пленочная жидкость (в том числе в ее рабочей камере), то применение элементов микрооребрения на стенках, формирующих эту проточную часть, позволяет улучшить охлаждение газа и тем самым снизить тепловую нагрузку на теплообменное оборудование МКУ и улучшить характеристики ступени,

- если в бесконтактных узлах уплотнения «сухих» компрессорных ступеней использовать протяженные (вдоль направления течения газа)

плоские щелевые зазоры гладкого или «лабиринтного» типа, то это позволит улучшить трибологические характеристики ступени и повысить ее быстроходность при сохранении минимально допустимой величины массовых потоков газа через узлы уплотнения;

- если в рабочей камере компрессорной ступени отсутствует капельная и плгночная жидкость, то использование в узлах газораспределения самодействующих клапанов с малым определяющим размером проходного сечения позволит улучшить динамические характеристики таких клапанов при сохранении их пропускной способности и за счет этого обеспечит во шожность повышения быстроходности компрессорной ступени.

- если в компрессорной ступени с газожидкостным рабочим телом подбирать жидкости с заданными свойствами и реализовать рациональные схемы их подачи в рабочую камеру, то это позволит без использования вспомогательных предпусковых систем расширить область рабочих отрицательных температур атмосферного воздуха и без использования дополнительных систем распыливания жидкости обеспечивать ее требуемую дисперсность.

Исследование рабочих процессов бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров с «сухим» и газожидкостным рабочим телом с целью проверки этих предположений составляет основную научную проблематику данной диссертационной работы

Разработкой и совершенствованием теоретических и экспериментальных методов исследования этих рабочих процессов и связанных с ними методов проектирования компрессоров занимались многие поколения советских и российских ученых и инженеров Основные достижения в этой области связаны с именами таких ученых, как Н.А Доллежаль, К И Страхович, М.И Френкель, С Е Захаренко, Т Ф Кондратьева, Б С Фотин, И А, Сакун, Р.М Сухомлинов, П И Пластинин, И К Прилуцкий, И Б Пирумов, И Г Хисамеев, Б С Хрусталев, Л Г Кузнецов, И И. Новиков, В П. Захаренко и др

Наиболее полная классификация, алгоритмы и математическое описание, уровни схематизации и анализ эффективности применения тех или иных вариантов математических моделей для различных задач применительно к однофазному рабочему телу представлены в работах П И Пластинина и Б С. Хрусталева, применительно к газожидкостному рабочему телу - в работах В Е Щербы

В списке ученых, внесших вклад в развитие фундаментальных основ теории самодействующих клапанов и в развитие прикладных направлений этой проблематики, прежде всего необходимо отметить Н А, Доллежаля, М И Френкеля, Т Ф Кондратьеву, Б С Фотина, И К Прилуцкого, И Б. Пирумова, Б С Хрусталева, В П. Исакова, а также Э X Маху, Д Фрашетта, П. Грольера и др В основе существующих методик расчета процессов теплообмена в рабочей камере компрессорной ступени лежат результаты исследований В Нуссельта, НР Брилинга, Г Б Розенблита, Г Вошни, X Цапфа, Г Хохенберга, А А Чиркова, Р М и М Р Петриченко, Р 3 Кавтарадзе, А Г Гагарина, П И Пластинина, С В. Федоренко, И К

Прилуцкого, Б С Фотина, А.И Науменко В работах А Н Кабакова, Г Н Калугина, В С Калекина, В.П. Парфенова, С Р. Вестфалла и других ученых рассматриваются прикладные вопросы, связанные с повышением эффективности систем охлаждения компрессорных машин и установок Процессы течения газов через зазоры и пропускная способность последних являлись объектами фундаментальных и прикладных исследований, в разное время выполненных В И Алешиным, А В Богачевой, А П Болштянским, А Л Верным, Б Я Гинзбургом, И П Гинзбургом, К. Гранке, С Е Захаренко, Н М Зотовым, А Т Канищевым, И А Сакуном, В В , Стукаловым А М Тарасовым, А А Шаруниным, А Эгли и др

Имеющаяся на сегодняшний день теоретическая и экспериментальная научно-исследовательская методологическая база позволяет решать широкий круг вопросов в рамках представленной диссертационной работы Вместе с тем, специфика новых технических решений, увеличение быстроходности ступени, отсутствие смазки в ее проточной части вносят существенные изменения в рабочие процессы, в условия функционирования конструктивных элементов, в том числе узлов газораспределения и уплотнения, систем охлаждения Этот немаловажный фактор отражен в сформулированных выше предположениях и предполагает необходимость проведения дополнительных расчетно-экспериментальных исследований, а в ряде случаев и совершенствования теоретических и экспериментальных методов исследования рассматриваемых объектов По результатам проведенного анализа были сформулированы цель и основные задачи диссертационной работы

Во второй главе представлены разработанные математические модели рабочих процессов компрессорных ступеней объемного действия математическая модель рабочего процесса ступени объемного компрессора с гетерогенным газожидкостным рабочим телом (ГЖРТ) и математическая модель рабочего процесса бессмазочной ступени объёмного компрессора с однофазным рабочим телом

Математические модели объемной ступени с ГЖРТ (рассмотрены ступени винтового компрессора (ВК) и роторно-поршневого компрессора с двумя коаксиальными нелинейно синхронизированными роторами (РКНС)) учитывают геометрические, конструктивные и режимные особенности ступеней роторных и роторно-поршневых компрессоров (ВК, РКНС), динамику капельной жидкости в ее проточной части и массообмен газожидкостной смеси через неплотности рабочей камеры

При разработке этих математических моделей были приняты следующие допущения газовая среда непрерывна и подчиняется законам идеального газа, давление рабочего тела в полостях всасывания и нагнетания имеет постоянное значение, капельная жидкость представляет собой систему взвешенных в потоке капель сферической формы одинакового диаметра, течение рабочего газа через газораспределительные органы и конструктивные зазоры принимается адиабатным и квазистационарным, процессы межфазного массообмена в рабочих полостях квазистационарны,

нагрев пленки жидкости происходит с постоянной температурой на поверхности и внутри слоя жидкости, абсолютное движение газовой фазы в рабочей полости роторного компрессора определяется ее переносным и относительным движением, на движение капель не влияет гидродинамическое взаимодействие между ними, воздействие на каплю силы Магнуса, гидромеханических, диффузионных и реактивных сил пренебрежимо мало, при взаимодействии с поверхностями корпуса жидкость осаждается в виде пленки, равномерно распределенной по поверхности, срыв пленки с поверхности рабочей камеры и коагуляция капель в газовом потоке отсутствуют, при дроблении частиц жидкости вращающимися поверхностями роторов размер вторичных частиц полностью определяется величиной скорости столкновении жидкости и ротора

Условия однозначности, отражающие особенности рабочего процесса рассматриваемых компрессорных ступеней с газожидкостным рабочим телом, включают в себя геометрические условия, которые характеризуют форму и размеры проточной части роторного компрессора, рабочих зазоров и газораспределительных органов, обусловленных его конструкцией; физические условия, характеризующие физические свойства рабочего тела, которые прежде всего зависят от рода веществ, составляющих рабочее тело (в рассматриваемом случае таковыми являются воздух и жидкость), начальные условия, характеризующие параметры рабочего тела в начальный момент рабочего процесса (для газа такими условиями являются его параметры в начале процесса всасывания, которые принимаются равными параметрам газа в камере всасывания, для жидкости - параметры капель в момент поступления в рабочую полость из устройства впрыска), граничные условия, характеризующие взаимодействие рабочего тела с окружающей средой (такими условиями являются параметры рабочего тела в камерах всасывания и нагнетания и в соседних рабочих камерах, температура поверхностей деталей компрессора, взаимодействующих с рабочим телом, а также параметры жидкости перед устройством впрыска)

Основными расчетными уравнениями в данных моделях являлись следующие

аи = + /пр</Л/пр + ¡^М0 + /фпрйй/фпр - гф0с/л/ф0, (1)

¿<2 = к^повк -ту^ + а11П(Тт-Т)^а +аст(Тст (2)

ип+1 = £/„ + Л/, (3) Мп+1 =Мп+ с!Мпр - йМ0 + ¿Мфпр - с/Мф0; (4) Т^{и-с1Мфпраг0)/{МСу), (5) Р = МЯТ/У, (6)

Мжп+1 = мж„ - ¿/Мфпр + - йМжо + с!Мжпр, (7)

К я

/

ПОВК'

(9)

ГК={ЗМЖК/НЛГК+ЛГКПР-ЛГ1(0)/?ЖК]}Ш;(10) пц!РяМт = ±?„ (ц)

(=1

а также уравнения смешения для капельной и пленочной жидкости, расхода газа и газожидкостной смеси через зазоры и окна газораспределения, изменения геометрических параметров элементов проточной части ступени, замыкающие систему расчетных уравнений

Здесь Р, Т, V, М, и, С, р, X, а - давление, температура, объем, масса, внутренняя энергия, теплоемкость, плотность, коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи, Ь- количество теплоты, подводимой к газу, и контурная работа, учитывающая геометрическое изменение объема рабочей камеры и изменение объема, обусловленное изменением количества жидкости в рабочей камере, Р - площадь теплообмена, г0 — удельная теплота парообразования, г, т, Кк, N - радиус, масса, скорость капли и их

п

количество, - сумма сил, действующих на каплю, индекс д относится к

параметрам шарового слоя капли жидкости, индексы «ж, к, пл» относятся к жидкой фазе, индекс «ф» - к межфазному массообмену, индексы «пр, о» обозначают присоединяемые или отделяемые массы, уравнение (7) приведено в общем виде и справедливо как для пленочной, так и для капельной жидкости

Во избежание излишнего загромождения соотношений (1) (11) в ряде случаев условно не указана индексация расчетного шага (и, и +1)

Разработанные математические модели рабочего процесса ступеней винтового и роторно-поршневого компрессора с впрыском жидкости позволяют рассчитывать текущие параметры газа и жидкости, интегральные характеристики и показатели эффективности ступеней

Разработанные математические модели рабочего процесса бессмазочных ступеней поршневого компрессора (ПК) и роторно-поршневого компрессора (РКНС) при отсутствии в их проточной части капельной жидкости (так называемые «сухие» ступени) учитывают геометрические, конструктивные и режимные особенности ступеней поршневых и роторно-поршневых компрессоров (ПК, РКНС) с «сухой» проточной частью, в том числе процессы нестационарной теплопередачи через стенки рабочей камеры при наличии микрооребрения на ее внутренних поверхностях, процессы течения газа через бесконтактные уплотнительные узлы в рабочей камере ступени с плоскими щелевыми зазорами, как при гладких образующих поверхностях, так и при наличии на последних микрорельефа лабиринтного типа, процессы

течения газа через проточную часть многоканального самодействующего клапана перфорированного типа как с неподвижным седлом, так и с седлом, расположенным на подвижных деталях, формирующих рабочую камеру ступени (поршень, ротор)

катера нагняпма

"V

Рис 1 Несимметричная схема ступени поршневого компрессора с сег ментным расчетным элементом

Рис 2 Расчетная схема ступени поршневого компрессора с прямоточной системой газораспределения

При разработке этих математических моделей были приняты следующие допущения газовая среда непрерывна и гомогенна, моделируемые процессы обратимы, равновесны и квазистатичны, параметры состояния рабочего газа изменяются одновременно по всему объему рабочей камеры, изменение потенциальной и кинетической энергии газа пренебрежимо мало, теплота трения поршневых уплотнений не подводится к газу, параметры состояния в полостях всасывания и нагнетания постоянны, течение рабочего газа через газораспределительные органы и конструктивные зазоры принимается адиабатным и квазистационарным, теплообмен между газом и стенками рабочих полостей конвективный и может быть описан формулой Ньютона -Рихмана при идентичности коэффициентов теплоотдачи на всех теплообменных поверхностях рабочей камеры, мгновенный тепловой поток через теплообменные поверхности, на которых имеется микрооребрение, пропорционален мгновенному коэффициенту теплоотдачи, определяемому по эмпирическим зависимостям, полученным применительно к гладким поверхностям, и площади микрооребренной теплообменной поверхности, теплообмен на внешних поверхностях стенок деталей, формирующих рабочую камеру, определяется при постоянном по времени коэффициенте теплоотдачи, выбранном для рассматриваемого участка теплообменной

поверхности, в стенках рабочей камеры отсутствуют внутренние источники тепла; перепад давления, действующий на запорные органы, не зависит от числа клапанов и места их установки в рабочей камере, эффект прилипания запорного органа при контакте с седлом и ограничителем подъема пренебрежимо мал; движение жесткого запорного органа рассматривается в одномассовой постановке

Основные расчетные уравнения те же, что и в предыдущей модели (без учета жидкой фазы)

Кроме того, в качестве замыкающих уравнений при описании массовых потоков через зазоры и клапаны использовались вновь полученные эмпирические зависимости для коэффициентов расхода, а также система уравнений динамики запорного органа при подвижном седле, процессы теплообмена между рабочим газом и стенками рабочей камеры рассматривались с учетом внешнего охлаждения ступени путем решения задачи нестационарной теплопередачи через стенки рабочей камеры

¿X, ^з,ок =/{<Р), (12)

<М„ = =/(й30), Гс =/(АХ); (13)

М3=/{Ъе,5а/13), ^=/(КеЛ//3,лО; Лл = /(^Л/^), (14)

В уравнениях (12 . 14) ц - коэффициент расхода; ^ - площадь проходного сечения; N - количество отверстий в седле клапана и количество канавок на поверхности лабиринтного зазора, И30, йс ~ высота подъема запорного органа и определяющий размер канала в седле, д%, 4 - высота и глубина зазора, индекс «з» относится к щелевому зазору между подвижными деталями рабочей камеры, индексы «щ, с, кл» - к клапану и элементам его проточной части

тсР-хЫт2 = ЪХ, +Фа тс12у1 йт2 = £Г, + Феу + ФсУ тсР'г! йг2 = £2, + Фег + Ф„;

Здесь т - приведенная масса запорного органа, с?х/ск*, сРуМ-?, <?г/<1т? -проекции относительного ускорения запорного органа, £А"„ -

проекции геометрической суммы сил £/;, приложенных к центру масс запорного органа, Фы, Феу, Фк - проекции переносной силы инерции Ф,, Фа,

2к к-1

РпРп

л» р„

2/к

к+1

г1п

(15) + (16)

Ф<у, Фсг - проекции кориолисовой силы инерции Фс, Рг - газовая сила; РПр - сила упругости пружины, Pj.jp - суммарная сила трения запорного органа о газ и направляющие, в - сила тяжести

Лх с12(]

а.

"г * п

1

А

dr

dт

Л

4у)

д ( , Л, ¿¿г

<к ) ду

йу

(17)

&1 ш ¿¿г

В уравнениях (17), в общем виде описывающих процессы нестационарной теплопроводности с граничными условиями третьего рода для совокупности локальных участков некоторой теплообменной поверхности, тг - время релаксации, с - теплоемкость, р - плотность, X - коэффициент теплопроводности, зависящий от температуры Их численное решение в соответствии с расчетной схемой (рис 1) и принятыми допущениями в рамках разработанной математической модели может быть представлено в следующем виде

Р=1

= ат{Т-Т^т, йб. = ан(Т - Гг г,

(18)

где dQ,Jk,n - элементарное количество теплоты, затрачиваемое на изменение внутренней энергии элемента с координатами I,), к в момент времени п, dQ¡'J кп - элементарное количество теплоты, подводимое к элементу с

координатами I,], к в момент времени п через грань р, ТиР- температура и площадь гладкой или оребренной теплообменной поверхности; Гр - площадь грани р расчетного элемента, «„ - коэффициент теплоотдачи на поверхности элементарного участка, граничащей с внешней охлаждающей средой, аы, - мгновенный коэффициент теплоотдачи на поверхности элементарного участка, граничащей с рабочим газом, рассчитываемый по известным зависимостям для гладкой поверхности рабочей камеры, кривизна (в частности, цилиндричность) стенок учитывается соотношением площадей соответствующих граней расчетных элементов

Результаты сравнения расчетных и экспериментальных индикаторных диаграмм бессмазочных ступеней ПК и РКНС, а также результаты сравнения их расчетных и экспериментальных интегральных характеристик показали, что разработанные тестируемые модели правильно описывают качественную

картину физических процессов, сопровождающих работу этих ступеней, и с достаточной точностью обеспечивают количественное описание основных характеристик Это позволяет говорить об адекватности разработанных моделей реальным объектам исследования.

В третьей главе представлены результаты экспериментального исследования рабочих процессов компрессорных ступеней объемного действия и их отдельных составляющих, а также методики проведения этих исследований и экспериментальные стенды для их реализации При экспериментальном исследовании объектами испытаний были поршневые (ПК), винтовые (ВК), двухроторные с нелинейной синхронизацией роторов (РКНС) ступени Испытания проводились с целью исследования рабочих процессов этих компрессоров и влияния режимных и конструктивных параметров на их интегральные характеристики, для оценки адекватности разработанных методик расчета этих объектов, для выявления особенностей работы и общей оценки их функциональной эффективности Были созданы три стенда, позволяющие измерять производительность и потребляемую мощность компрессора, параметры состояния рабочего газа в камерах всасывания и нагнетания, температуры стенок ступени, параметры состояния жидкости перед компрессором и ее расход, мгновенное давление газа в рабочей камере, а также мгновенную температуру рабочего газа в рабочей камере при испытаниях поршневой ступени При этом использовалась многократно апробированная для такого рода исследований аппаратура и датчики Анализ процессов, протекающих в рабочей камере ступени, производился на основе индикаторных диаграмм, одна из которых представлена на рис 3

а 0,13 кг/с, Лоб = 24 об/с, 1 -Рн~ 0,2 МПа, повышения давления 1,2,3-й> ~ 0 кг/с,

2~Рп~ 0,25 МПа, 3 - Ян = 0,12 МПа 4,5,6- С, к 0,065 кг/с,

7,8- О, к 0,13 кг/с, 1,4, 7 - Лоб - 24 об/с, 2,5,8- «об =33 об/с, 3, б- Иов = 40 об/с

Рис '5 Влияние места расположения точки впрыска воды на эффективность рабочего процесса ВК 1,2- коэффициент подачи, 3,4 - изотермический КПД, 1,3-п 1 = 86 1/с, с!ьпр = 4 кг жидкости/кг воздуха, 2, 4 - щ = 42 4шр = 7 кг жидкости/кг воздуха

Рис 6 Снижение температуры нагнетания ступени при использовании микрооребрения в рабочей камере по сравнению с «гладким» вариантом ее 1/с, конструкции (результаты эксперимента) 1 - Д, = 0,02 м и 2 - А, = 0,085 м -водяное охлаждение цилиндра, 3 - Д, = 0,085 м - воздушное охлаждение цилиндра

Полученные интегральные характеристики наглядно отражают влияние величины давления нагнетания, количества впрыскиваемой жидкости и скорости вращения приводного вала на производительность компрессора и коэффициент подачи В «сухом» режиме рабочий процесс экспериментального образца РКНС крайне неэффективен из-за интенсивного массообмена компримируемого воздуха через зазоры в рабочей камере Интенсивный массообмен в рабочей камере при «сухом» режиме обусловливает также заметный подогрев всасываемого воздуха и связанную с эгим высокую температуру нагнетания.

Проведенный эксперимент показал, что выбор точки впрыска жидкости в ступень является одной из задач, которую необходимо решить при разработке ее конструкции

К наиболее важным результатам экспериментального исследования ступени ПК следует отнести сравнение результатов ее испытании при гладкой поверхности рабочей камеры и при наличии на ней микрооребрения (параметры микрооребрения изменялись в пределах hp =0,8.. 1,4 мм и Sp = 0,2 0,8 мм), которое показало реальное снижение температуры нагнетания на 5 25 К

При экспериментальном исследовании пропускной способности самодействующих клапанов (грибковые и дисковые перфорированного типа) и плоских щелевых зазоров (гладких и лабиринтного типа) в качестве экспериментальной методики использовался известный и многократно апробированный другими авторами метод статических продувок

Рис 7 Сравнение результатов статических продувок экспериментального образца перфорированного дискового клапана и результатов расчета коэффициента расхода по полученной эмпирической зависимости г = 20, <1= 1,5 мм, 1 -/щ//с = 0,48; 2 -/щ//с = 0,747, 3 ~/щ//с = 0,933, 4 ~/и//с = 1,23,5 -/щ//с = 2,13

Рис 8 Влияние количества поперечных канавок на поверхности плоского щелевого зазора на расход воздуха через этот зазор / = 50 мм, Ь = 50 мм; <5 = 0,07, 7-^=0,2-ЛГ =5,

3-Х =18

Для определения коэффициентов расхода рассматриваемых объектов были получены следующие эмпирические соотношения

= 0,0133(/г/с/с)~0,43 Яе0'32 - для грибкового клапана, здесь Яе = ий?Эщ/у - число Рейнольдса, у - скорость газа в определяющем сечении, V - вязкость газа, ¿4,, = 2к - определяющий размер щели, И - высота подъема запорного органа,

— для дискового перфорированного клапана, здесь Не = ис/с/Ч>, <1С - диаметр отверстия в седле, N - количество отверстий в седле клапана, С2 ~ 0,0018, 0,35, -/\ ~ 0,44, ш = 0,75, ¡1 - С, Яе~£(5/б)~г - для плоского гладкого щелевого зазора, здесь Яе = 2п5Ь, 6 - высота зазора, применительно к уравнению Сен-Венана - Ванцеля Сх ~ 0,045, е = 0,43, у ~ 0,2,

// = а0Кеа1(сУ/£)о2№3- для плоского щелевого зазора с лабиринтными поперечными канавками на одной из поверхностей,

здесь а0 ~ 0,016; а1 ~ 0,47, а2 ~ 0,076, = - 0,11 (применительно к уравнению Сен-Венана - Ванцеля), а0 ~ 0,35, а, = 0,22; а2 ~ 0,33; а3 ~ 0,33 (применительно к уравнению Стодолы), N = Ь/1 — количество гладких участков между канавками, расположенными в зазоре равномерно.

б)

Рис 9 Сравнение результатов статических продувок исследуемых лабиринтных зазоров и результатов расчета коэффициента расхода по полученной эмпирической зависимости а) применительно к уравнению Сен-Венана — Ванцеля, 1-5/1 = 0,0014, N = 5, 2 - 5,7 = 0,003, N =5,3-5// = 0,0035, N = 3, 4 - 8// = 0,0075, N =3,6) применительно к уравнению Стодолы, 1-5/1 = 0,0014, N =5,2-5/1 = 0,002, N =5,3-511 = 0,005, N = 3, 4 -8// = 0,0015, N =3

Наряду с известным влиянием числа Рейнольдса, а также конструктивных соотношений (/щ / /с), (<5/6) экспериментально

подтверждено влияние на величину коэффициента расхода количества отверстий в седле перфорированного клапана и количества канавок на поверхности зазора лабиринтного типа

При проведении диссертационного исследования были апробированы вновь разработанные методы исследования процессов тепло- и массообмена в рабочей камере ступени объемного компрессора, основанные на применении известных принципов идентификации Наиболее значимые результаты получены при экспериментальной сравнительной оценке осредненных по локальному участку поверхности рабочей камеры ступени коэффициентов теплоотдачи при наличии и при отсутствии на ней микрооребрения. В результате проведенных экспериментов были получены средние температуры гладкого днища поршня (300 307 К), средние температуры сменных дисков крышки цилиндра при гладком и оребренном исполнении (300 325 К), диаграммы мгновенных давлений воздуха в рабочей камере, диаграммы мгновенных температур воздуха в рабочей камере (рис 10) При воздушном охлаждении максимальная температура воздуха в рабочей камере в случае оребренного сменного диска ниже, чем в случае гладкого сменного диска, на 12 20 К, а при водяном охлаждении эта разница может достигать 30 К В случае гладкой поверхности сменного диска водяное охлаждение по сравнению с воздушным обеспечивает снижение максимальной температуры воздуха в рабочей камере лишь на 3. 5 К Получены диаграммы изменения элементарного количества теплоты, отводимой от воздуха к поверхностям рабочей камеры или подводимой к

нему (рис 11) и графики, отражающие зависимость температур сменного диска и воздуха (рис 12) Эти результаты показывают, что при наличии микрооребрения элементарное количество теплоты через поверхность увеличивается по сравнению с гладкой поверхностью пропорционально коэффициенту оребрения. Более наглядно это следует из сравнения диаграмм мгновенного коэффициента теплоотдачи к поверхности сменного диска (рис 13, здесь а„р - условный коэффициент теплоотдачи к микрооребренной поверхности сменного диска, приведенный к площади его гладкой поверхности)

Рис 10 Диаграммы мгновенных температур воздуха в экспериментальной рабочей камере при водяном охлаждении диска максимальное давление в рабочей камере — 0,485 МПа, 1 - гладкая поверхность,

2 - коэффициент оребрения 2,24,

3 - коэффициент оребрения 2,94,

4 - коэффициент оребрения 3,16,

5 - коэффициент оребрения 3,74,

6 - коэффициент оребрения 4,12

Рис 11 Плотность теплового потока через поверхность сменного диска, приведенная к площади его гладкой поверхности охлаждение сменного диска- водяное, максимальное давление в рабочей камере - 0,485 МПа,

1 - гладкая поверхность,

2 - коэффициент оребрения 2,24,

3 - коэффициент оребрения 2,94,

4 - коэффициент оребрения 3,16,

5 - коэффициент оребрения 3,74,

6 - коэффициент оребрения 4,12

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в рамках разработанной математической модели рабочего процесса бессмазочной ступени поршневого компрессора с сосредоточенными параметрами при расчете процессов теплообмена в рабочей камере с микрооребренными поверхностями следует использовать мгновенный коэффициент теплоотдачи, рассчитываемый по известным эмпирическим соотношениям для гладкой поверхности, а за величину расчетной площади теплообменной поверхности принимать полную площадь поверхности с учетом ее оребрения.

Рис 12. Влияние величины коэффициента оребрения сменного диска на температуры воздуха и поверхностей рабочей камеры максимальное давление воздуха в рабочей камере 0,485 МПа, 1, 2, 3 - воздушное охлаждение диска, 4, 5, 6 - водяное охлаадение диска, 1, 4 - температура поршня, 2, 5 - температура сменного диска, 3, 6 - максимальная температура воздуха в рабочей камере

Рис 13 Условный коэффициент теплоотдачи между воздухом и поверхностью теплообмена сменного диска охлаждение диска водяное, максимальное давление воздуха в рабочей камере - 0,485 МПа, 1 - гладкая поверхность, 2 - коэффициент оребрения 2,24, 3 -коэффициент оребрения 4,12

В четвертой главе представлен анализ эффективности систем охлаждения компрессорных ступеней объемного действия

На основе известных интегральных соотношений для идеального политропического компрессора получены аналитические зависимости, отражающие влияние режимных параметров ступени и эффективности ее охлаждения на весовые и массогабаритные параметры теплообменного оборудования МКУ Результаты предварительного анализа показали, что в зависимости от величины показателя политропы сжатия снижение веса теплообменного оборудования может достигать 30 60 %, снижение его габаритных размеров - 15. 30%

При анализе охлаждения бессмазочной ступени «сухого» типа с использованием разработанной математической модели основное внимание уделялось возможности интенсификации охлаждения газа в такой ступени за счет оребрения внутренних поверхностей ее рабочей камеры. Результаты расчетов показывают, что относительная высота ребер Ир = является определяющим конструктивным параметром микрооребрения, практически значимое снижение температуры нагнетания происходит при увеличении ЪР в интервале 0 6 и может составить более 40 К, при этом величина X и циН1> мокет снизиться на 4 5 %, дальнейшее же увеличение А, не приводит к заметному снижению температуры нагнетания, а интегральные характеристики ступени при этом продолжают заметно ухудшаться Большое значение приобретает соотношение между абсолютной величиной дополнительного мертвого объема в межреберном пространстве и

абсолютной величиной описанного объема рабочей камеры, выражение для которого удобно записать в виде а1(Р = к/2Б„

1п(1/амр)

Рис 14 Влияние степени повышения давления в ступени на ее характеристики и температуру нагнетания при наличии и отсутствии микрооребрения 1 - = О, 2 — к//8р = 3, 3 -И/Яр = 10

Рис 15 Влияние масштабного фактора на характеристики ступени с микрооребрекием Д, = 0,085 м, hp/Sp = 4, с = 4, Т* = 293 К, Г™ = 313 К

При интенсификации теплоотвода от рабочего газа к стенкам рабочей камеры за счет микрооребрения последних возрастает значимость внешнего охлаждения рабочей камеры и становится актуальной оценка области рациональных значений условного коэффициента теплоотдачи для наружной поверхности рабочей камеры ступени поршневого компрессора (а„ = кр хага), а также режимных и конструктивных параметров ступени, для которых целесообразно обеспечивать требуемые о^ Количество отводимой теплоты при использовании внутреннего микрооребрения возрастает в 4 7 раз по сравнению с «гладкой» рабочей камерой в зависимости от порядкового номера ступени; при этом «приведенная к гладкой поверхности» плотность теплового потока в первой ступени воздушного поршневого компрессора не выходит за пределы 5000 6000 Вт/м2, а в четвертой ступени может превышать 104 Вт/м2

Теплопроводность конструкционного материала и толщина стенки также влияют на циклическую пульсацию температуры ее внутренней поверхности и температурный режим ступени в целом если для стали температура стенки в верхней части цилиндра изменяется за время рабочего цикла на 1 2 К, то для меди это изменение возрастает до 6 8 К Учитывая, что прочностной фактор часто имеет превалирующее значение, необходимо обеспечивать режим внешнего охлаждения с учетом фактической толщины стенки цилиндра.

В отличие от ступеней с гладкой поверхностью стенок рабочей камеры при наличии внутреннего микрооребрения температура нагнетаемого воздуха существенно зависит от целого ряда факторов, в частности, от а„,

Ду, Рвс Так, при Бч = 0,04 м снижение температуры нагнетаемого воздуха может составлять 40 50 К, а для Д, >0,2 м температурный режим ступени за счет превалирующего влияния подогрева газа в процессе всасывания может даже ухудшиться Наибольшее снижение температуры нагнетания в рассматриваемом диапазоне конструктивных и режимных параметров достигается при а„* ^ 104 Вт/(м2 К)

Рис 16 Изменение мгновенной разности между осреднёнными температурами газа и стенки рабочей камеры и осредненной по поверхности рабочей камеры плотности теплового потока за время рабочего цикла (приведенной к «гладкой» поверхности) 1 - Р.с = 0,1 МПа, Р„ = 0,3 МПа, Д, = 0,2 м, 2 - Р,с = 0,3 МПа, Рн = 0,9 МПа, Д, = 0,115 м, 3 - Р,с = 0,9 МПа, Рн = 2,7 МПа, А, = 0,066 м, 4 - Рк = 2,7 МПа, Р„ = 8,1 МПа, Оч = 0,04 м,

-----АЪ,- - д,

Рис 17 Влияние интенсивности

*

внешнего охлаждения ступени (а„ ) на температуру нагнетания (Р,с = 0, 1 МПа, Р„ = 0,3 МПа) 1-^ = 0,04 м, 1-Ьц- 0,08 м, 3 — 1)ц ~ 0,2 м, 4 - Д, -0,36 м, 1 4 - имеется внутреннее микрооребрение, 5 - ступень без вну1реннего микрооребрения

Рис 18 Приращение температуры воздуха в ступени с ГЖРТ 1 - дтр = 3 кг жидкости/кг воздуха, - 9 кг жидкости/кг воздуха, 3 - с1,пр — 15 кг жидкости/кг воздуха, ---масло,-вода

Анализ охлаждения ступени с ГЖРТ показал, что на режимах работы, близких к оптимальным, впрыск воды обеспечивает величину температуры нагнетаемого воздуха на (3 5) К меньшую, чем при впрыске масла Количество впрыскиваемой воды также существенно влияет на температурные режимы ступени если при оптимальных dmp температура воздуха в ступени возрастает на 20.. 25 К, то при снижении d„„p до 3 кг/кг -уже на 35 ..55 К Запаздывание подачи жидкости в рабочую камеру после начала сжатия в ней может привести к снижению экономичности работы ступени на 5 20 % и к резкому возрастанию температуры нагнетания. В рабочей камере быстроходных роторных компрессоров имеет место интенсивное дробление жидкости роторами, при этом размер вторичных капель определяется скоростью столкновения жидкости и твердой поверхности и для расчетных режимов лежит в диапазоне гкср е (30 ..90) 10"6 м При недоохлаждении жидкости на 15 30 К экономичность ступени снижается на 3 . 4 %, а приращение температуры воздуха в ступени при этом на 10 25 К выше, чем в случае равенства температур всасываемого воздуха и впрыскиваемой жидкости Сравнение расчетных результатов для компрессоров с подачей в рабочую камеру низкозамерзающей жидкости типа Асол - К с результатами расчетов для маслозаполненных и водозаполненных компрессоров показывают, что такие машины сравнимы с водозаполненными по эффективности охлаждения рабочего газа и при этом позволяют эксплуатировать компрессор при отрицательных атмосферных температурах без специальных дополнительных устройств для предпускового разогрева МКУ.

В пятой главе представлены результаты анализа эффективности узлов газораспределения поршневых и роторных компрессоров Показано, что наиболее важными критериями оценки совершенства конструкции узлов газораспределения являются коэффициент использования площади поверхности рабочей камеры ступени, на которой они располагаются, и максимальная высота подъема запорного органа (для самодействующего клапана)

Полученная зависимость fT>Dtfnca/\p(2RTs)°'i], (где fz~fz!Fn, то есть fx-V^'i И — коэффициент расхода, as - величина относительных потерь давления) позволяет сделать принципиальные выводы о взаимосвязи пропускной способности узлов газораспределения с конструктивными, режимными факторами ступени и свойствами рабочего газа, теоретически обосновывает необходимость применения в быстроходных компрессорах многокамерных (многоцилиндровых) конструктивных схем

Для условия аг = idem , ft ~ const получена зависимость

[и(2Я7ге)°5] (где С(<р) - приведенная скорость движения замыкающего органа в рабочей камере), являющаяся условием рационального профилирования окон газораспределения

Показано, что повышение быстроходности бессмазочных ступеней объёмных компрессоров с самодействующими клапанами возможно путем

использования многоканальных схем узлов газораспределения, например, дисковых клапанов перфорированного типа

Применение прямоточных компоновочных схем узлов газораспределения позволяет увеличить их пропускную способность

При этом динамика запорного органа клапана, размещенного на подвижном элементе конструкции ступени (поршень, ротор) может существенно отличаться от динамики запорного органа неподвижного клапана (рис 19)

2

71 /

3 4

М I

Рис 19 Соотношение между силами, действующими на запорный орган клапана всасывания 1- газовая сила (для <* различной частоты вращения ротора -12,5 об/с, 25 об/с и 37,5 об/с, 50 об/с), 2 -сила упругости пружины, 3 - сила, обусловленная неравномерностью

вращения ротора (при радиальном направлении оси клапана равна нулю), 4 - центробежная сила (для различной ориентации запорного органа - в сторону оси вращения ротора и от оси вращения ротора)

В шестой главе представлены результаты анализа эффективности узлов уплотнения в рабочей камере ступеней объемных компрессоров Показано, что при прочих равных условиях суммарный периметр зазоров в узлах уплотнения является критерием оценки совершенства конструктивной схемы рабочей камеры. С этой точки зрения наиболее совершенной является конструкция поршневой ступени, наиболее близкой к ней является конструкция ступени РКНС Этот показатель позволяет прогнозировать, что именно РКНС, как имеющий существенные преимущества перед ПК с точки зрения динамики и системы газораспределения (которая может быть как принудительной, так и самодействующей или комбинированной без усложнения конструкции ступени в целом), может оказаться наиболее перспективным применительно к МКУ

Определяющим конструктивным параметром эффективности узла уплотнения бесконтактного типа является высота зазора, его глубина и наличие микрорельефа на образующих его поверхностях являются дополнительными факторами, снижающими его пропускную способность В ступенях с ГЖРТ жидкость также является дополнительным фактором, влияющим на эффективность узлов уплотнения.

1М \

/ х N

к 4 \ X ч

У \ \ \

/

50 100 150 £>ц ,ММ

Рис 20 Зависимость коэффициента подачи от диаметра цилиндра ступени «об = 25 об/с, е = 5, / - зазор 70 мкм, глубина 5 мм, 2 - зазор 70 мкм, глубина 50 мм, 3 - зазор 70 мкм, глубина 50 мм, 16 канавок, 4 — зазор 117 мкм, глубина 5 мм, 5 - зазор 117 мкм, глубина 50 мм, 6 - зазор 117 мкм, глубина 50 мм, 16 канавок, /, 2, 3, 4 -лабиринтные канавки отсутствуют

к 0,8

0,7

0,6

0,5

Рис 21 Влияние величины суммарной площади проходного сечения зазоров в рабочей камере ВК на величину его коэффициента подачи щ — 100 1/с, с!епр = 12 кг жидк /кг воздуха Тж = 295 К, Г,с = 295 К, Р.с = 0,1 МПа, 1 - Р„ = 0,4 МПа, 2 - Р„ = 0,6 МПа; .?-/>„ = 0,8 МПа

Критерием герметичности рабочей камеры с узлами уплотнения бесконтактного типа может являться приведенный эквивалентный зазор с

_ 2

относительном эквивалентной площадью Ф — £ Ф, /У/г, где Ф имеет

1=1

размерность (м/с)'1, Ф, - эквивалентная площадь 1-го зазора, м2 г — количество зазоров, Уи - секундный описанный объем рабочей камеры, м3/с Показано, что для обеспечения требуемой величины коэффициента герметичности ступени Хт > Яг* необходимо, чтобы для проектируемой

ступени величина Фпк не превышала некоторого значения Ф

При реализации предполагаемой конструкции ступени с узлами уплотнения бесконтактного типа необходимо оценить конструкторско-технологические возможности обеспечения требуемой высоты зазор.* из

р Ф* £> 50 л.

условия о <-, где ц' - осредненный за цикл коэффициент

4//'

расхода газа через плоский щелевой зазор

В седьмой главе представлены результаты синтеза конструктивных схем бессмазочных поршневых, роторно-поршневых и роторных компрессоров, полученные на основе проведенных обзорных и расчетно-экспериментальных исследований, а также результаты их апробации Применительно к поршневым ступеням такими результатами являются конструкции перфорированных клапанов и рабочих камер с внутренним оребрением. Применительно к роторно-поршневым и роторным ступеням -конструкции и методика расчета основных конструктивных параметров РКНС, конструкции и способы работы ВК Конструирование элементов

проточной части бессмазочных ступеней поршневых компрессоров, основанное на использовании конструктивных элементов с малыми определяющими размерами и их рациональной компоновке с учетом индивидуальных особенностей конструктивной схемы ступени и режима ее работы, а также принцип разделения функций между отдельными конструктивными узлами роторных ступеней позволяют создавать компрессоры, соответствующие требованиям, предъявляемым к МКУ

Проведена оценка перспективы совершенствования бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров, предназначенных для мобильных условий эксплуатации Применительно к поршневым компрессорам следует ожидать повышения их быстроходности при полном или частичном отсутствии смазки в узлах трения Применительно к роторным компрессорам наиболее перспективным является создание быстроходных бессмазочных ступеней малой производительности с эффективными узлами уплотнения в рабочей камере и системой их охлаждения Показано, что одной из тенденций совершенствования МКУ является применение низкозамерзающих жидкостей на основе воды и ступеней с простыми конструктивными схемами, в частности ротационно-пластинчатых компрессоров

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основные научные и практические результаты работы можно сформулировать следующим образом

1 На основании результатов проведенных исследований выполнено обоснование требований к компрессорным ступеням объемного принципа действия, предназначенных для мобильных установок, показано, что приоритетными являются требования повышения мобильности и автономности таких установок.

2 Проведена классификация бессмазочных компрессорных ступеней, использующих в качестве сжимаемого рабочего тела смесь газа с капельной жидкостью (так называемое газожидкостное рабочее тело) или газ при отсутствии в нем капельной жидкости (так называемое «сухое» рабочее тело) и определены их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, влияющие на рабочий процесс и позволяющие выполнить предъявляемые к МКУ требования

3 Разработаны и реализованы в виде расчетных программ математические модели рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объемного действия с «сухим» и газожидкостным рабочим телом, учитывающих их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, в том числе при наличии микрооребрения на поверхностях рабочей камеры, при использовании самодействующих перфорированных клапанов с малым определяющим размером проточной части и при их размещении на подвижных деталях, при наличии уплотнительных узлов с гладкими и лабиринтными плоскими зазорами, при

подаче в рабочую камеру низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды

4 Проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния микрооребрения на поверхностях рабочей камеры ступени на рабочий процесс этой ступени, на процессы теплопередачи в ее стенках и на их температурные поля, показано, что достигаемая таким обр-.иом интенсификация процесса отвода тепла от сжимаемого газа позволяет существенно снизить температуру нагнетания (до 40 50 К) и тем самым снизить тепловую нагрузку на внешнее теплообменное оборудование и на отдельные конструктивные элементы проточной части ступени 5. Исследована взаимосвязь конструктивных парамегров перфорированных самодействующих клапанов с малым определяющим размером проточной части с рабочим процессом ступени, газодинамическими и динамическими характеристиками клапана, в том числе при их размещении на подвижных узлах, формирующих проточную часть; показано, что применение многоканальных схем клапанов не приводит к увеличению индикаторных потерь в процессах всасывания и нагнетания, но при этом существенно (в 1,5 . 3 раза) снижает скорости соударения запорного органа с седлом и ограничителем подъема, которые могу г не превышать 1 м/с, и величину углов запаздывания, что в совокупности позволяет повышать быстроходность компрессорных ступеней с самодействующими клапанами

6 Исследованы газодинамические характеристики плоских щелевых зазоров при гладких поверхностях формирующих их стенок и при наличии на этих стенках микрорельефа (лабиринтные бесконтактные уплотнения втулочного типа) и их влияние на рабочий процесс ступени, показано, что обеспечение рациональных геометрических параметров проточной части таких зазоров позволяет снизить их коэффициент расхода в 1,5 2 раза, однако применимость бесконтактных уплотнений в проточной части в значительной степени определяется величиной секундного описанного объема рабочей камеры

7 Проведены теоретические и экспериментальные исследования рабочих процессов компрессорных ступеней объемного действия при подаче в их проточную часть низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды, показано, что возможно и целесообразно эффективное применение таких жидкостей в широком диапазоне атмосферных температур без выполнения дополнительных подготовительных работ и специального дополнительного оборудования

8 На основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объемного действия определены осноЕные направления повышения мобильности и автономности МКУ путем совершенствования рабочих процессов таких ступеней

- применение многокамерных (многоцилиндровых) конструктивных схем бессмазочных ступеней, сопровождающееся уменьшением

определяющих размеров рабочей камеры при неизменной величине суммарного описанного объема и связанным с этим повышением эффективности систем охлаждения и газораспределения ступени и возрастанием требований к узлам уплотнения рабочей камеры (это обеспечивает возможность повышения их быстроходности и соответствующего снижения массы и габаритных размеров компрессора);

применение индивидуальных компоновочных схем узлов газораспределения, в том числе с использованием неунифицированных самодействующих клапанов перфорированного типа (применительно к современным МКУ такие узлы газораспределения смогут обеспечить эффективную работу компрессора при 1500 2200 об/мин, что соответствует номинальным оборотам ДВС, применяемых в составе МКУ, это позволит на 20 25 % снизить массогабаритные параметры поршневых компрессоров, использование перфорированных клапанов обеспечит повышение номинальной частоты вращения приводного вала поршневых компрессоров для МКУ);

- при отсутствии в проточной части ступени капельной жидкости применение микрооребрения на поверхностях рабочей камеры и соответствующая рациональная организация системы внешнего охлаждения ступени (это позволяет повысить экономичность рабочего процесса и снизить тепловую нагрузку на внешнее теплообменное оборудование (на 10 20 %), при этом за счет снижения количества возимого запаса топлива, веса (до 30 60 %) и габаритных размеров (до 15 30 %) теплообменного оборудования улучшаются весовые и габаритные характеристики МКУ, а за счет улучшения теплового режима ступени повышается ее ресурс и надёжность),

- применение бесконтактных узлов уплотнения в рабочей камере ступени в ограниченном диапазоне величин ее описанного объема (за счет рациональных геометрических параметров проточной части плоских щелевых зазоров в таких уплотнениях увеличение коэффициента подачи ступени может составить 5 40 %, это позволит повысить экономичность ступени, снизить ее вес и габаритные размеры, уменьшить тепловую нагрузку на теплообменное оборудование),

- применение воды и низкозамерзающих жидкостей на основе воды для подачи в проточную часть роторных и некоторых типов роторно-поршневых ступеней (их подача в рабочую камеру после окончания процесса всасывания (время запаздывания подачи жидкости в рабочую камеру не должно превышать 15 25 % от времени процесса сжатия) в грубодисперсном состоянии с последующим дроблением в рабочей камере подвижными деталями (размер вторичных капель - 30 .100 мкм) позволяют снизить вес и габаритные размеры компрессорной ступени и теплообменного оборудования, минимизировать или полностью упразднить систему зимнего предпускового подогрева МКУ, повышает безопасность эксплуатации МКУ, при этом по сравнению с маслозаполненными ступенями рекомендуемое

увеличение номинальной частоты вращения приводного вала и величины относительного количества впрыскиваемой жидкости составляет 10 20 %) 9. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по созданию конструкций бессмазочных компрессорных ступеней объемного дейсгвия для МКУ и их основных функциональных систем и элементов, реализованные в виде запатентованных технических решений и конструкций, принятых к внедрению в промышленные образцы или внедренных в опытно-экспериментальных установках; проведена оценка перспективы дальнейшего совершенствования компрессорных ступеней для МКУ.

Таким образом, наиболее перспективным направлением создания ступеней компрессоров объемного действия для мобильных условий эксплуатации на основе совершенствования рабочих процессов состоит в применении бессмазочных конструкций (при полном отсутствии жидкости в проточной части и при газожидкостном рабочем теле) при обеспечении рациональных соотношений между определяющими размерами элементов проточной части ступени и их индивидуальной компоновки, в том числе путем реализации представленных выше рекомендаций, с учетом режимных и конструктивных параметров ступени, триботехнических, технологических и материаловедческих факторов с целью минимизации структуры МКУ, ее систем и элементов и связанным с этим повышением мобильности и автономности, адаптированности к широкому диапазону атмосферных температур, условий транспортирования и хранения МКУ

Основные научные труды автора по теме диссертации

1 Кабаков АН, Юша В Л Определение производительности винтового компрессора с впрыском жидкости // Изв вузов Горный журнал - 1987 - № 4-С 96-99.

2 Юша ВЛ, Пахотин СЮ Анализ влияния основных геометрических соотношений рабочей камеры компрессора объемного действия с нелинейной синхронизацией роторов на эффективность его рабочего процесса // Тепломассоперенос в системах холодильной техники Межвуз сб науч трудов - Л • ЛТИХП, 1990 - С 60 - 65

3 Индицирование двухроторного компрессора с нелинейной синхронизацией роторов / В Л Юша, СЮ Пахотин, С В Кононов, И С Березин //Химическое и нефтяное машиностроение - 1994. - № I - С 7-9.

4 Юша ВЛ, Новиков ДГ Метод определения мгновенного коэффициента теплоотдачи к элементам поверхности рабочей камеры машины объемного действия // Динамика систем механизмов и машин Материалы IV Международной научно-технической конференции - Омск, 2002 - С 438439

5. Метод определения мгновенного коэффициента расхода через клапаны и зазоры в рабочей камере машины объемного действия I ВЛ Юша, ДЮ Меренков, А А Гуров, А В Юша И Динамика систем, механизмов и машин Материалы IV Междунар науч техн конф - Омск, 2002 - С 440-441

6 Юша ВЛ, Новиков ДГ Влияние охлаждения ступени бессмазочного поршневого компрессора на функционирование агрегатов малых холодильных машин // Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке Сб тр II Междунар науч техн конф - СПб, 2003 - Том 1. - С 73-74.

7 Юша ВЛ, Танкин В В Оценка эффективности применения прямоточных систем газораспределения с самодействующими клапанами в быстроходных компрессорах // Компрессорная техника и пневматика - 2004 - № 6 - С 3033

8 Юша ВЛ, Меренков ДЮ Анализ функционирования систем газораспределения микрокомпрессоров с грибковыми самодействующими клапанами // Компрессорная техника и пневматика - 2004. - № 7 - С 26-29

9 Юша ВЛ, Новиков ДГ Интенсификация процессов теплообмена в рабочей камере бессмазочных компрессоров // Вестник международной академии холода -2004 -Вып 4 - С 8-11

10 Особенности расчета и проектирования бессмазочных малорасходных компрессоров объемного действия / В Л Юша, Д Ю Меренков, В В Танкин и др // Компрессорная техника и пневматика в XXI веке Труды XIIIМНТК по компрессоростроению - Сумы, 2004 -Том 2 - С 10-17

11 Юша ВЛ, Бусаров С С Интенсификация внешнего охлаждения бессмазочных компрессоров // Холодильная техника - 2006 - № 2 - С 2428

12 Юша В Л, Гуров А А , Беззатеев А К Оценка применимости бесконтактных уплотнений в рабочих камерах объемных компрессоров // Компрессорная техника и пневматика -2006 -№2 -С 48-51

13 Юша ВЛ, Январев ИА, Кринщкш В И Уменьшение массогабаритных параметров теплообменного оборудования мобильных компрессорных установок // Химическое и нефтегазовое машиностроение - 2006 - № 4 - С 24-26

14 Пластинин ПИ, Юша ВЛ, Бусаров С С Анализ нестационарных температурных полей в стенках цилиндра компрессорной ступени // Омский научный вестник -2006 -№5 -С 96-101

15 Юша В Л Системы охлаждения и газораспределения объемных компрессоров - Новосибирск Наука, 2006 - 236 с.

16 Юша В Л Анализ пропускной способности самодействующих многоканальных клапанов перфорированного типа // Компрессорная техника и пневматика -2007 - № 1 -С 26-30

17 Юша В Л, Бусаров С С, Криницкий В И Анализ процессов теплопередачи в ступени поршневого компрессора при несимметричном температурном поле // Изв вузов Горный журнал - 2007 - № 6. - С 59-66

18.Юша В Л Тенденции совершенствования воздушных и специализированных технологических компрессорных установок на базе автомобильных шасси, предназначенных для эксплуатации в условиях Сибири и Крайнего Севера //Автомобили, специальные и технологические машины для Сибири и Крайнего Севера- Материалы 59-й Международной научно - технической

конференции Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) - Омск, 2007 -С 296-303

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

20 Системы охлаждения компрессорного оборудования дорожно-строительных машин и автотракторной техники для эксплуатации в условиях Сибири и Крайнего Севера I В Л Юша, СБ Корнеев, С С Бусаров, ДГ Новиков // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) -2008 -Вып 7.-С 80-83

21 Патент 2010982 (РФ) Машина объемного действия / В Л Юша // Открытия Изобретения - 1994 - № 7.

22 Патент 2014503 (РФ) Ротационный компрессор / BJI Юша // Открытия Изобретения - 1994. - № 11

23 Патент 2231761 (РФ) Способ определения мгновенного коэффициента теплоотдачи к стенке рабочей камеры машины объемного действия / В JI Юша, Д Г Новиков // Б И - 2004 - № 18

24 Патент 2244161 (РФ) Поршневой компрессор / В J1 Юша, ДГ Новиков // Б И -2005 - № 1

25 Патент 2260711 (РФ) Клапан / В Л Юша // Б И - 2005 - № 26

26 Патент 2307953 (РФ) Поршневой компрессор / В Л Юша, С С Бусаров // Б И -2007 -№28

Подписано в печать 02 10 08 Формат 60x84/16 Бумага писчая Оперативный способ печати. Уел печ л 2,0 Тираж 100 экз Заказ № 365

Отпечатано в «Полиграфическом центре КАН» тел (3812) 65-23-73 644050, г Омск,пр Мира, 11А Лицензия ПЛД № 58-47 от 21.04 97

СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ И АББРЕВИАТУР

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ И СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. АНАЛИЗ ВЗАИМОСВЯЗИ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ С ОСНОВНЫМИ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ АВТОНОМНЫХ МОБИЛЬНЫХ КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК

1.2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ

1.3. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. МЕТОДИКИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ

2.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА СТУПЕНИ ОБЪЁМНОГО КОМПРЕССОРА С ГАЗОЖИДКОСТНЫМ РАБОЧИМ ТЕЛОМ

2.1.1. РАСЧЁТНАЯ СХЕМА И ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ

2.1.2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЁТНЫЕ УРАВНЕНИЯ

2.1.3. РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ЕЁ ПРОВЕРКА НА АДЕКВАТНОСТЬ

2.2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА СТУПЕНИ ОБЪЁМНОГО КОМПРЕССОРА С ОДНОФАЗНЫМ РАБОЧИМ ТЕЛОМ

2.2.1. РАСЧЁТНАЯ СХЕМА И ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ

2.2.2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЁТНЫЕ УРАВНЕНИЯ

2.2.3. РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ЕЁ ПРОВЕРКА НА АДЕКВАТНОСТЬ

3. МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ

3.1. МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ

3.1.1. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ

3.1.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ

3.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ САМОДЕЙСТВУЮЩИХ КЛАПАНОВ И ПЛОСКИХ ЩЕЛЕВЫХ ЗАЗОРОВ

3.2.1. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ САМОДЕЙСТВУЮЩИХ КЛАПАНОВ И ПЛОСКИХ ЩЕЛЕВЫХ ЗАЗОРОВ

3.2.2. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АНАЛИЗА РАЗМЕРНОСТЕЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ КЛАПАНОВ

И ЩЕЛЕВЫХ ЗАЗОРОВ

3.2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ КЛАПАНОВ

И ПЛОСКИХ ЩЕЛЕВЫХ ЗАЗОРОВ

3.3. ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ОБЪЁМНЫХ КОМПРЕССОРОВ

3.3.1. ОСОБЕННОСТИ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА В РАБОЧЕЙ КАМЕРЕ ОБЪЁМНОГО КОМПРЕССОРА

3.3.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МГНОВЕННОГО КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА ГАЗА ЧЕРЕЗ КЛАПАН ИЛИ ЩЕЛЕВОЙ ЗАЗОР

3.3.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЛОКАЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ ДЛЯ ГЛАДКИХ

И МИКРООРЕБРЁННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КРЫШКИ ЦИЛИНДРА

4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ

4.1. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ СТУПЕНИ НА ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК

4.2. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОХЛАЖДЕНИЯ РАБОЧЕГО ГАЗА В РАБОЧЕЙ КАМЕРЕ СТУПЕНИ НА ЕЁ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ

5. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЗЛОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ

5.1. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ И ОБЩИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЗЛОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

5.2. РАЗРАБОТКА И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕРФОРИРОВАННЫХ КЛАПАНОВ

5.3. ДИНАМИКА ПЕРФОРИРОВАННЫХ САМОДЕЙСТВУЮЩИХ КЛАПАНОВ В УСЛОВИЯХ ПРОСТРАНСТВЕННОГО НЕРАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ СЕДЛА

6. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЗЛОВ УПЛОТНЕНИЯ В РАБОЧИХ КАМЕРАХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНЫХ КОМПРЕСОРОВ

6.1. АНАЛИЗ ГЕРМЕТИЧНОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ СТУПЕНЕЙ ПОРШНЕВЫХ, РОТОРНО-ПОРШНЕВЫХ И РОТОРНЫХ КОМПРЕССОРОВ

6.2. ОЦЕНКА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ БЕСКОНТАКТНЫХ УЗЛОВ УПЛОТНЕНИЯ СТУПЕНЕЙ ПОРШНЕВЫХ, РОТОРНО-ПОРШНЕВЫХ И РОТОРНЫХ КОМПРЕССОРОВ

6.3. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНЫХ КОМПРЕССОРОВ С УЗЛАМИ УПЛОТНЕНИЯ БЕСКОНТАКТНОГО ТИПА

6.3.1. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ФАКТОРОВ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНЫХ КОМПРЕССОРОВ

6.3.2. ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ УЗЛОВ УПЛОТНЕНИЯ БЕСКОНТАКТНОГО ТИПА В СТУПЕНЯХ ОБЪЁМНЫХ КОМПРЕССОРОВ С БЕССМАЗОЧНОЙ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТЬЮ

7. СИНТЕЗ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ БЕССМАЗОЧНЫХ КОМПРЕССОРНЫХ СТУПЕНЕЙ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ МОБИЛЬНЫХ УСЛОВИЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ

7.1. КОНСТРУИРОВАНИЕ СТУПЕНЕЙ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ С БЕССМАЗОЧНОЙ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТЬЮ И АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕДЁННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

7.2. КОНСТРУИРОВАНИЕ БЕССМАЗОЧНЫХ СТУПЕНЕЙ РОТОРНО-ПОРШНЕВЫХ И РОТОРНЫХ КОМПРЕССОРОВ И АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕДЁННЫХ ИСЛЕДОВАНИЙ И НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

7.3 ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ БЕССМАЗОЧНЫХ СТУПЕНЕЙ ПОРШНЕВЫХ, РОТОРНЫХ И РОТОРНО-ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ МОБИЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Мобильные компрессорные установки (МКУ) с различной степенью автономности составляют значительную часть существующего парка компрессорной техники. Область их применения включает в себя не только традиционные передвижные воздушные компрессорные установки общего назначения, но и специальные компрессорные установки, в том числе передвижные воздушные и азотные установки среднего и высокого давления для обслуживания месторождений нефти и газа и газонефтепроводов; передвижные газонаполнительные станции, в том числе АГНКС; малорасходные компрессорные установки для транспортных средств и систем жизнеобеспечения; компрессионные холодильные установки для автомобильных и железнодорожных рефрижераторов, модульные компрессорные станции контейнерного типа и т.п. Энергоёмкость отдельных МКУ может составлять от нескольких десятков ватт до нескольких сотен киловатт; а их суммарное энергопотребление составляет значительную долю от энергопотребления всех компрессорных установок. С развитием транспорта и расширением потребностей ресурсодобывающих и других отраслей возрастает как технологическая значимость МКУ, так и уровень требований к их техническим параметрам и характеристикам. Далее под МКУ будем понимать преимущественно воздушные передвижные, переносные и транспортные компрессорные установки с о производительностью от 0,5 до 100 нм /мин и с давлением нагнетания до 10 МПа на базе объёмных компрессорных ступеней с описанным объёмом рабочей камеры ~8х 10"6 м3 . ~ЗхЮ"3 м3.

Исследование влияния соотношения определяющих размеров элементов проточной части компрессорной ступени на эффективность рабочего процесса объёмных компрессоров было начато автором в 1981 году на кафедре «Холодильные и компрессорные машины и установки» Омского политехнического института под руководством А.Н. Кабакова и продолжено при подготовке кандидатской диссертации под руководством [Б.С. Фотина (кафедра компрессоростроения Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина, в настоящее время кафедра КВХТ СПбГПУ). Объектом исследования являлся винтовой компрессор с газожидкостным рабочим телом. Проявление фактора определяющих размеров в таких машинах состоит в том, что суммарный описанный объём рабочей камеры состоит из нескольких малых объёмов; при этом применение многокамерной схемы в числе прочих позволяет решать проблемы газораспределения в быстроходных машинах и повысить эффективность системы охлаждения. Кроме того, в рассматриваемом винтовом компрессоре элементом проточной части является жидкость (это имеет место и в некоторых других объёмных компрессорах); при этом определяющие размеры частиц жидкости оказывают существенное влияние на теплообменное, массообменное и газодинамическое взаимодействие газа и жидкости и в целом на рабочий процесс ступени. На этом этапе значительное влияние на формирование проблематики предполагаемого исследования оказали также В.Е. Щерба и

А.П. Болштянский; неоценимую поддержку автору оказали [К.П. Селезнёв

П.И. Пластинин и И.К. Прилуцкий. С 1989 года аналогичные проблемы исследовались автором при создании двухроторного компрессора с нелинейной синхронизацией роторов; применительно к многокамерной ступени такого типа с газожидкостным рабочим телом эта работа проводилась в рамках договора с НПО «Микрокриогенмаш» (в настоящее время ОАО НТК «Криогенная техника») и курировалась В.Г. Деньгиным; позднее, в силу объективных обстоятельств, все работы в этом направлении проводились автором на инициативной основе. При их выполнении возникли идеи об использовании соотношения определяющих размеров таких элементов проточной части бессмазочной ступени с однофазным рабочим телом, как самодействующие клапаны, элементы узлов уплотнения бесконтактного типа и элементов системы охлаждения. Первоначально эти исследования также проводились автором на инициативной основе, а затем были включены в план научной работы кафедры «Компрессорные и холодильные машины и установки» Омского государственного технического университета. После 2003 года эти исследования проводились в рамках госбюджетной тематики и в рамках договоров с ОАО УКЗ (г. Екатеринбург); при этом к числу исследуемых объектов добавились поршневые бессмазочные ступени. Сотрудничество с ОАО УКЗ позволило выявить степень влияния конструкции, параметров и характеристик объёмной компрессорной ступени на параметры и характеристики МКУ и особенности такой ступени, осознать несоответствие между возрастающими требованиями к МКУ и техническим уровнем компрессоров, применяемых в них.

В данной работе решается важная научная проблема: создание научной базы для повышения мобильности и автономности МКУ путём совершенствования рабочих процессов ступеней поршневых, роторно-поршневых и роторных компрессоров.

Научная новизна диссертации состоит в том, что в ней впервые предложена общая методологическая концепция повышения мобильности и автономности компрессорных установок, предназначенных для мобильных установок, основанная на совершенствовании рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объёмного действия с «сухим» и газожидкостным рабочим телом, в том числе путём обеспечения рациональных соотношений между определяющими размерами элементов проточной части ступени и их компоновки. Основными научными результатами работы являются следующие. На основании результатов проведённых исследований выполнено обоснование требований к компрессорным ступеням объёмного принципа действия, предназначенных для мобильных установок; показано, что приоритетными являются требования повышения мобильности и автономности таких установок. Проведена классификация бессмазочных компрессорных ступеней, использующих в качестве сжимаемого рабочего тела смесь газа с капельной жидкостью или газ при отсутствии в нём капельной жидкости (так называемое «сухое» рабочее тело) и определены их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, влияющие на рабочий процесс и позволяющие выполнить предъявляемые к МКУ требования. Разработаны математические модели рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объёмного действия с «сухим» и газожидкостным рабочим телом, учитывающих их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, в том числе при наличии микрооребрения на поверхностях рабочей камеры, при использовании самодействующих перфорированных клапанов с малым определяющим размером проточной части и при их размещении на подвижных деталях, при наличии уплотнительных узлов с гладкими и лабиринтными плоскими зазорами, при подаче в рабочую камеру низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды. Проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния микрооребрения на поверхностях рабочей камеры ступени на рабочий процесс этой ступени, на процессы теплопередачи в её стенках и на их температурные поля. Исследована взаимосвязь конструктивных параметров перфорированных самодействующих клапанов с малым определяющим размером проточной части с рабочим процессом ступени, газодинамическими и динамическими характеристиками клапана, в том числе при их размещении на подвижных узлах, формирующих проточную часть. Исследованы газодинамические характеристики плоских щелевых зазоров при гладких поверхностях формирующих их стенок и при наличии на этих стенках микрорельефа (лабиринтные бесконтактные уплотнения втулочного типа) и их влияние на рабочий процесс ступени. Проведены теоретические и экспериментальные исследования рабочих процессов компрессорных ступеней объёмного действия при подаче в их проточную часть низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды. На основании результатов проведённых теоретических и экспериментальных исследований рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объёмного действия определены основные направления повышения мобильности и автономности МКУ путём совершенствования рабочих процессов таких ступеней.

На защиту выносятся: научно обоснованные основные направления повышения мобильности и автономности МКУ путём совершенствования рабочих процессов ступеней объёмных компрессоров; результаты исследования нестационарных процессов теплопередачи в рабочей камере бессмазочной компрессорной ступени, в том числе результаты анализа влияния микрооребрения на стенках проточной части ступени на рабочий процесс ступени и изменение температурного поля стенок рабочей камеры, взаимосвязи интенсификации отвода тепла от сжимаемого газа в рабочей камере с изменением режимных и конструктивных параметров системы внешнего охлаждения ступени; результаты исследования рабочих процессов бессмазочных ступеней с перфорированными клапанами, газодинамических и динамических характеристик последних, в том числе результаты анализа взаимосвязи снижения определяющего размера проточной части таких клапанов при неизменной суммарной площади их проходного сечения и возможности повышения быстроходности ступени без снижения ресурса клапанов и ухудшения экономичности рабочего процесса; результаты исследования рабочих процессов бессмазочных ступеней с бесконтактными узлами уплотнения в рабочей камере и газодинамических характеристик плоских щелевых зазоров гладкого и лабиринтного типа, в том числе результаты анализа влияния геометрических параметров проточной части таких зазоров на их пропускную способность и взаимосвязи пропускной способности зазоров с интегральными характеристиками компрессорной ступени, режимными и конструктивными параметрами ступени и рабочей камеры; результаты исследования рабочих процессов ступеней с подачей капельной жидкости в их проточную часть, в том числе процессов теплообменного, массообменного и газодинамического взаимодействия капельной жидкости с потоком газа при различных свойствах и параметрах жидкости, а также при различных конструктивных и режимных параметрах ступеней винтовых и роторно-поршневых компрессоров; результаты синтеза новых технических решений, основанные на результатах проведённых научных исследований и касающиеся схем и конструкций проточной части бессмазочных ступеней компрессоров объёмного принципа действия, предназначенных для МКУ, их основных систем и узлов.

Весь комплекс проведённых теоретических и экспериментальных исследований и прикладных разработок можно представить в виде нескольких этапов (таблица 1).

Таблица 1.

Комплекс теоретических, экспериментальных исследований и прикладных разработок, составляющих представленную диссертацию

Этапы выполнения диссертационного исследования Основное содержание этапов

1. Постановочный Обзор литературы и анализ состояния вопроса. Формулирование научной проблемы, цели и задач исследования

2. Разработка предположений, отражающих возможность совершенствования рабочих процессов бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров, предназначенных для мобильных установок Предварительный теоретический анализ систем охлаждения, узлов газораспределения и уплотнения бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров, предназначенных для мобильных установок (передвижных, транспортных, модульных). Разработка предположений, направленных на интенсификацию охлаждения рабочего газа, совершенствование процессов газораспределения и уменьшение массовых потоков газа через узлы уплотнения применительно к бессмазочным поршневым, роторно-поршневым и роторным компрессорам, предназначенным для мобильных установок.

Таблица 1 - продолжение.

3. Экспериментальная проверка выдвинутых предположений. Разработка экспериментальных методов исследования рабочих процессов объёмных компрессоров. Создание на базе существующих и вновь разработанных методов экспериментальных стендов и проведение экспериментальных исследований. Анализ правомерности выдвинутых предположений. Обработка результатов проведённых экспериментальных исследований с целью получения эмпирических зависимостей для последующего использования в уточнённых математических моделях рабочих процессов бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров.

4. Математическое моделирование рабочих процессов бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров, предназначенных для мобильных установок Разработка уточнённой математической модели бессмазочной ступени объёмного компрессора с «сухой» проточной частью применительно к поршневым компрессорам и двухроторным компрессорам с нелинейной синхронизацией роторов. Разработка уточнённой математической модели бессмазочной ступени объёмного компрессора с газожидкостным рабочим телом применительно к винтовым компрессорам и двухроторным компрессорам с нелинейной синхронизацией роторов. Проведение параметрического анализа рабочих процессов бессмазочных ступеней объёмных компрессоров и их систем охлаждения, узлов газораспределения и уплотнения. Применение разработанных методик в практическом проектировании бессмазочных ступеней объёмных компрессоров и в учебном процессе при подготовке инженеров.

Таблица 1 — окончание.

5. Синтез новых технических решений и их реализация Разработка новых технических решений, направленных на совершенствование бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров и отражающих результаты проведённых теоретических и экспериментальных исследований. Разработка и изготовление опытно — экспериментальных образцов новой техники и их лабораторные испытания. Разработка рекомендаций по промышленному применению вновь разработанных технических решений и их внедрению.

6. Прогноз Оценка перспективы дальнейшего совершенствования бессмазочных ступеней поршневых и роторных компрессоров, предназначенных для мобильных установок.

Структурно диссертация состоит из семи глав и соответствует содержанию этапов проведённого исследования. В первой главе представлен анализ современного состояния компрессорной техники, используемой в МКУ, и научных достижений в области экспериментальных и теоретических исследований объёмных компрессоров; сформулирована научная проблема, цель и задачи диссертационного исследования; сформулированы основные гипотезы, доказательство которых явилось бы в известной степени решением научной проблемы. Во второй главе представлены математические модели рабочего процесса ступени винтового и роторно-поршневого компрессора с гетерогенным газожидкостным рабочим телом с учётом газодинамического, теплообменного и массообменного взаимодействия фаз и математические модели бессмазочной ступени поршневого и роторно-поршневого компрессора с однофазным рабочим телом, учитывающая возможность использования масштабного фактора в узлах газораспределения при уменьшении определяющего размера проточной части самодействующего клапана, интенсификацию теплоотвода от рабочего газа за счёт применения внутреннего микрооребрения и рациональной организации внешнего охлаждения, снижение пропускной способности узлов уплотнения бесконтактного типа за счёт использования микрорельефа на поверхностях плоских щелевых зазоров. В третьей главе представлены методики экспериментального исследования ступеней объёмных компрессоров различных типов и отдельных составляющих их рабочих процессов, а также основные результаты проведённых исследований. В четвёртой главе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований систем охлаждения объёмных компрессорных ступеней в составе МКУ; показано влияние эффективности этой системы на структуру, весовые и габаритные параметры МКУ и возможные пути повышения этой эффективности как для роторных компрессоров с газожидкостным рабочим телом, так и для объёмных компрессоров с «сухими» бессмазочными ступенями. В пятой главе представлены результаты параметрического анализа узлов газораспределения, преимущественно самодействующих клапанов перфорированного типа; показана возможность их применения в быстроходных поршневых и роторных ступенях, что является особенно актуальным для МКУ. В шестой главе представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований бесконтактных узлов уплотнения рабочей камеры бессмазочной ступени и оценки возможной области их эффективного применения. В седьмой главе обобщены результаты исследований, представленные в предыдущих разделах; на их основе выполнен синтез ряда технический решений, касающихся объёмных компрессорных ступеней для МКУ; для отдельных новых конструктивных схем представлены разработанные автором методики расчёта кинематических и динамических параметров; представлены основные рекомендации по результатам проведённых исследований.

Основные результаты проведённых исследований докладывались на VII Всесоюзной научно — технической конференции «Повышение технического уровня и долговечности компрессоров и компрессорных установок» (Казань; 1986); 5-м семинаре кафедр и групп теплофизического профиля вузов Сибири и Дальнего Востока (Кемерово; 1986); VIII Всесоюзной научно -технической конференции «Создание компрессорных машин и установок, обеспечивающих интенсивное развитие отраслей топливо — энергетического комплекса» (Сумы; 1989); XII Международной научно — технической конференции по компрессорной технике (Казань; 2001); Международной научно - технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург; 2003); XIII Международной научно — технической конференции «Компрессорная техника и пневматика в XXI веке» (Сумы; 2004); III, IV, V, VI Международных научно-технических конференциях «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск; 1999, 2002, 2004, 2007); XIV Международной научно - технической конференции по компрессорной технике (Казань; 2007); 59-й Международной научно-технической конференции ААИ «Автомобили, специальные и технологические машины для Сибири и Крайнего Севера» (Омск; 2007).

Автор считает своим долгом выразить признательность своим учителям профессорам А.Н. Кабакову, П.И. Пластинину и [Б.С. Фотину| за консультации и советы при проведении исследований и подготовке этой диссертационной работы; благодарит коллектив кафедры «Компрессорные и холодильные машины и установки» ОмГТУ за оказанную автору помощь, а также всех, чья поддержка позволила завершить работу над этой диссертацией.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведённые в данной диссертационной работе расчётно-теоретические и экспериментальные исследования объёмных компрессорных ступеней показали реальную возможность повышения эффективности рабочих процессов и улучшения технических характеристик как самих ступеней, так и автономных мобильных компрессорных установок (МКУ), в состав которых они входят. В диссертации впервые предложена общая методологическая концепция создания ступеней компрессоров объёмного действия для автономных мобильных установок на основе совершенствования их рабочих процессов, состоящая в применении бессмазочных конструкций (при полном отсутствии жидкости в проточной части и при газожидкостном рабочем теле) при обеспечении рациональных соотношений между определяющими размерами элементов проточной части ступени и их индивидуальной компоновки, в том числе путём реализации представленных рекомендаций, с учётом режимных и конструктивных параметров ступени, триботехнических, технологических и материаловедческих факторов с целью минимизации структуры МКУ, её систем и элементов и связанным с этим повышением мобильности и автономности, адаптированности к широкому диапазону атмосферных температур, условий транспортирования и хранения МКУ.

Основные научные и практические результаты работы можно сформулировать следующим образом.

1. На основании результатов проведённых исследований выполнено обоснование требований к компрессорным ступеням объёмного принципа действия, предназначенных для мобильных установок; показано, что приоритетными являются требования повышения мобильности и автономности таких установок.

2. Проведена классификация бессмазочных компрессорных ступеней, использующих в качестве сжимаемого рабочего тела смесь газа с капельной жидкостью (так называемое газожидкостное рабочее тело) или газ при отсутствии в нём капельной жидкости (так называемое «сухое» рабочее тело) и определены их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, влияющие на рабочий процесс и позволяющие выполнить предъявляемые к МКУ требования.

3. Разработаны и реализованы в виде расчётных программ математические модели рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объёмного действия с «сухим» и газожидкостным рабочим телом, учитывающих их отличительные особенности по сравнению со смазываемыми ступенями, в том числе при наличии микрооребрения на поверхностях рабочей камеры, при использовании самодействующих перфорированных клапанов с малым определяющим размером проточной части и при их размещении на подвижных деталях, при наличии уплотнительных узлов с гладкими и лабиринтными плоскими зазорами, при подаче в рабочую камеру низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды.

4. Проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния микрооребрения на поверхностях рабочей камеры ступени на рабочий процесс этой ступени, на процессы теплопередачи в её стенках и на их температурные поля; показано, что достигаемая таким образом интенсификация процесса отвода тепла от сжимаемого газа позволяет существенно снизить температуру нагнетания (до 40.5О К) и тем самым снизить тепловую нагрузку на внешнее теплообменное оборудование и на отдельные конструктивные элементы проточной части ступени.

5. Исследована взаимосвязь конструктивных параметров перфорированных самодействующих клапанов с малым определяющим размером проточной части с рабочим процессом ступени, газодинамическими и динамическими характеристиками клапана, в том числе при их размещении на подвижных узлах, формирующих проточную часть; показано, что применение многоканальных схем клапанов не приводит к увеличению индикаторных потерь в процессах всасывания и нагнетания, но при этом существенно (в 1,5.3 раза) снижает скорости соударения запорного органа с седлом и ограничителем подъёма, которые могут не превышать 1 м/с, и величину углов запаздывания, что в совокупности позволяет повышать быстроходность компрессорных ступеней с самодействующими клапанами.

6. Исследованы газодинамические характеристики плоских щелевых зазоров при гладких поверхностях формирующих их стенок и при наличии на этих стенках микрорельефа (лабиринтные бесконтактные уплотнения втулочного типа) и их влияние на рабочий процесс ступени; показано, что обеспечение рациональных геометрических параметров проточной части таких зазоров позволяет снизить их коэффициент расхода в 1,5.2 раза, однако применимость бесконтактных уплотнений в проточной „ части в значительной степени определяется величиной секундного описанного объёма рабочей камеры.

7. Проведены теоретические и экспериментальные исследования рабочих процессов компрессорных ступеней объёмного действия при подаче в их проточную часть низкозамерзающей капельной жидкости на основе воды; показано, что возможно и целесообразно эффективное применение таких жидкостей в широком диапазоне атмосферных температур без выполнения дополнительных подготовительных работ и специального дополнительного оборудования.

8. На основании результатов проведённых теоретических и экспериментальных исследований рабочих процессов бессмазочных компрессорных ступеней объёмного действия определены основные направления повышения мобильности и автономности МКУ путём совершенствования рабочих процессов таких ступеней:

- применение многокамерных (многоцилиндровых) конструктивных схем бессмазочных ступеней, сопровождающееся уменьшением определяющих размеров рабочей камеры при неизменной величине суммарного описанного объёма и связанным с этим повышением эффективности систем охлаждения и газораспределения ступени и возрастанием требований к узлам уплотнения рабочей камеры (это обеспечивает возможность повышения их быстроходности и соответствующего снижения массы и габаритных размеров компрессора); применение индивидуальных компоновочных схем узлов газораспределения, в том числе с использованием неунифицированных самодействующих клапанов перфорированного типа (применительно к современным МКУ такие узлы газораспределения смогут обеспечить эффективную работу компрессора при 1500.2200 об/мин, что соответствует номинальным оборотам ДВС, применяемых в составе МКУ; это позволит на 20.25 % снизить массогабаритные параметры поршневых компрессоров; использование перфорированных клапанов обеспечит повышение номинальной частоты вращения приводного вала поршневых компрессоров для МКУ);

- при отсутствии в проточной части ступени капельной жидкости применение микрооребрения на поверхностях рабочей камеры и соответствующая рациональная организация системы внешнего охлаждения ступени (это позволяет повысить экономичность рабочего процесса и снизить тепловую нагрузку на внешнее теплообменное оборудование (на 10.20 %); при этом за счёт снижения количества возимого запаса топлива, веса (до 30.60 %) и габаритных размеров (до 15.30 %) теплообменного оборудования улучшаются весовые и габаритные характеристики МКУ, а за счёт улучшения теплового режима ступени повышается её ресурс и надёжность);

- применение бесконтактных узлов уплотнения в рабочей камере ступени в ограниченном диапазоне величин её описанного объёма (за счёт рациональных геометрических параметров проточной части плоских щелевых зазоров в таких уплотнениях увеличение коэффициента подачи ступени может составить 5.40 %; это позволит повысить экономичность ступени, снизить её вес и габаритные размеры, уменьшить тепловую нагрузку на теплообменное оборудование);

- применение воды и низкозамерзающих жидкостей на основе воды для подачи в проточную часть роторных и некоторых типов роторно-поршневых ступеней (их подача в рабочую камеру после окончания процесса всасывания (время запаздывания подачи жидкости в рабочую камеру не должно превышать 15.25 % от времени процесса сжатия) в грубодисперсном состоянии с последующим дроблением в рабочей камере подвижными деталями (размер вторичных капель — 30. 100 мкм) позволяют снизить вес и габаритные размеры компрессорной ступени и теплообменного оборудования, минимизировать или полностью упразднить систему зимнего предпускового подогрева МКУ; повышает безопасность эксплуатации МКУ; при этом по сравнению с маслозаполненными ступенями рекомендуемое увеличение номинальной частоты вращения приводного вала и величины относительного количества впрыскиваемой жидкости составляет 10.20 %). 9. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по созданию конструкций бессмазочных компрессорных ступеней объёмного действия для МКУ и их основных функциональных систем и элементов, реализованные в виде запатентованных технических решений и конструкций, принятых к внедрению в промышленные образцы или внедрённых в опытно-экспериментальных установках; проведена оценка перспективы дальнейшего совершенствования компрессорных ступеней для МКУ.

В целом следует отметить, что имеются не только рыночные, но и научно-технические предпосылки для совершенствования бессмазочных компрессорных ступеней поршневых, роторно-поршневых и роторных компрессоров, предназначенных для мобильных установок, которое позволяет минимизировать структуру МКУ и расширить диапазон их эксплуатационных параметров, в том числе повысить их мобильность и автономность.

1. Агурин А.П. Передвижные компрессорные станции. М.: Высшая школа, 1979.- 168 с.

2. Аксёнов С.П. Исследование рабочих процессов поршневого холодильного компрессора средней производительности без смазки: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1980. - 16 с.

3. Алёшин В.И. Исследование винтового маслозаполненного вакуум-компрессора: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — М., 1977. — 16 с.

4. Алёшин В.И. К вопросу о расчёте расхода газа через щели при малых числах Рейнольдса // Компрессорные машины и установки: Труды Краснодарского политехи, ин-та. Краснодар, 1979. - Вып. 93. — С. 77-81.

5. Амелин А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара. М.: Химия, 1972. - 297 с.

6. Амосов A.A., Дубинский Ю.А., Копчёнова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. — М.: Издательство МЭИ, 2003. 596 с.

7. Андрианов A.A. Разработка методики расчёта самодействующих клапанов поршневых компрессоров с учетом неплоскопараллельного движения запорного органа: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1992. - 16 с.

8. Антонов Н.М. Разработка многоцелевой математической модели рабочего процесса двухступенчатого компрессора с учётом реальности газа и анализ его работы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1985. — 16 с.

9. Ануръев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. — М.: Машиностроение, 1992. Т.З. - 720 с.

10. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин — М.: Наука, 1975.-640 с.

11. A.C. 1048168 (СССР). Способ охлаждения роторного компрессора / B.JL Юша, А.Н. Кабаков // Б.И. 1983.- № 38.

12. A.C. 1288350 (СССР). Роторная машина Вовка В.П. / В.П. Вовк, Я.Ф. Стад-ник, Ю.К. Козловский, E.JI. Черешков // Открытия. Изобретения.- 1987. № 5.

13. A.C. 1523716 (СССР). Изотермический поршневой компрессор Глазунова Б.А. / Б.А.Глазунов // Открытия. Изобретения.- 1989. № 36.

14. A.C. 1571296 (СССР). Способ сжатия газа в винтовом компрессоре / А.Е. Юшин, Р.В. Дарбинян // Открытия. Изобретения.- 1990. № 22.

15. A.C. 1583642 (СССР). Роторная машина / B.JI. Юша // Открытия. Изобретения.- 1990.-№29.

16. A.C. 1612114 (СССР). Ротационный компрессор / B.JI. Юша, А.Н. Кабаков, С.Ю. Пахотин, И.С. Берёзин, С.С. Даниленко, М.М. Чернов, А.Р. Войдак // Открытия. Изобретения.- 1990. № 14.

17. A.C. 1656165 (СССР). Ротационный компрессор / B.JI. Юша // Открытия. Изобретения.- 1991. № 22.

18. A.C. 1656166 (СССР). Ротационный компрессор / B.JI. Юша // Открытия. Изобретения.- 1991. № 22.

19. A.C. 1668735 (СССР). Способ работы роторного компрессора и устройстводля его осуществления / B.JI. Юша // Открытия. Изобретения.- 1991. №30.

20. A.C. 1679058 (СССР). Роторно-поршневой компрессор / B.JI. Юша, С.Ю. Пахотин, А.Н. Кабаков, И.С. Берёзин, П.П. Филиппов, С.С. Даниленко // Открытия. Изобретения.- 1991. № 35.

21. A.C. 1681054 (СССР). Ротационный компрессор / B.JI. Юша, А.Н. Кабаков, С.Ю. Пахотин, И.С. Берёзин, С.С. Даниленко, М.М. Чернов, А.Р. Войдак // Открытия. Изобретения.- 1991. № 36.

22. A.C. 1691557 (СССР). Роторная машина / В.Л. Юша, С.Ю. Пахотин // Открытия. Изобретения.- 1991. № 42.

23. A.C. 1714198 (СССР). Ротационный компрессор / B.JI. Юша, С.Ю. Пахотин // Открытия. Изобретения.- 1992. № 7.

24. A.C. 1788327 (СССР). Ротационный компрессор / B.JI. Юша, С.Ю. Пахотин // Открытия. Изобретения.- 1993. № 2.

25. A.C. 1788330 (СССР). Ротационный компрессор / B.JI. Юша, С.Ю. Пахотин, А.Н. И.С. Берёзин, П.П. Филиппов, С.С. Даниленко // Открытия. Изобретения.- 1993. -№> 2.

26. Афанасьева И.А. Исследование всасывающих клапанов для низкотемпературных холодильных поршневых компрессоров: Автореф. дис. канд. техн. наук.-Л., 1979.- 16 с.

27. Бабакин Б.С. Хладагенты, масла, сервис холодильных систем. Рязань: Узорочье, 2003. - 470 с.

28. Бабакин, Б.С., Шириков О.П., Бабакин С.Б. Математическое моделирование процесса маслоотделения от хладагента в холодильных системах // Вестник международной академии холода. 2004. — Вып. 1. — С. 17-22.

29. Бабий В.И., Винокуров А.Г. Результаты исследования поршневого компрессора без смазки цилиндров с компенсацией давления в картере // Повышение эффективности холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. научн. трудов,- Омск: ОмПИ, 1982. С. 100 - 105.

30. Бажан П.И., Каневец Г.Е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообмен-ным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989. — 366 с.

31. Балашов Б.А., Гальперин P.P., Гаркави A.M. Редукторы энергетических машин: Справочник. — Л.: Машиностроение, 1985. — 232 с.

32. Барышников ГЛ., Левшин В.П. Особенности расчета процесса формирования струй в многоэлементном самодействующем клапане поршневого компрессора // Изв. вузов. Машиностроение. 1984. — № 5. - С. 63 - 66.

33. Барышников ГА., Левшин В.П. Расчет газовых сил, действующих на запорный орган самодействующего клапана поршневого компрессора // Изв. вузов. Машиностроение. 1984. 2. - С. 99 - 103.

34. Беленький A.A. Действительные циклы и динамика поршневого компрессора. М.: МИХМ, 1977. - 66 с.

35. Бичееой Р., Смерека Б., Шестоперов И. Компрессоры АРИЭЛЬ высокого давления // Потребители-производители компрессоров и компрессорного обо-рудования-2007: Труды XIII Международного симпозиума. СПб, 2007. - С. 152- 156.

36. Богачёва A.B. Исследование ламинарного течения воздуха в капиллярных каналах элементов пневматических систем // Автоматическое регулирование авиадвигателей: М.: Оборонгиз, 1959. - Вып. 1. - С. 74 - 112.

37. Богачёва A.B. Ламинарное течение воздуха в плоских капиллярных каналах при больших скоростях // Системы, устройства и элементы пневмо- и гидроавтоматики: Труды Института автоматики и телемеханики АН СССР. М.: Изд - во АН СССР, 1959. - С. 194 - 204.

38. Богданов С.Н., Бучко H.A., Гуйго Э.И. Теоретические основы хладотехни-ки. Теплообмен. -М.: Агропромиздат, 1986. 320 с.

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

40. Борздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. — М.: Металлургия, 1978. 256 с.

41. Бородин A.B. Механизмы малогабаритных поршневых машин с сухим трением. М.: б/и, 1994. - 148 с.

42. Бриджмэн П.В. Анализ размерностей. JI. - М.: ОНТИ ГосТТИ, 1934. -120 с.

43. Бронштейн H.H., Семяндяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1986.-544 с.

44. Булыгин В.Г. Испарительное охлаждение в центробежных компрессорных установках: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Каунас, 1973. - 24 с.

45. Быков A.B., Калнинь И.М., Крузе A.C. Холодильные машины и тепловые насосы. -М.: Агропромиздат, 1988. -287 с.

46. Бэр Г.Д. Техническая термодинамика. М.: Мир, 1977. - 518 с.

47. Ваняшов АД., Кабаков А.Н., Коваленко C.B. Результаты исследования газодинамических характеристик самодействующих клапанов поршневых компрессорных и расширительных машин // Компрессорная техника и пневматика. 2004. - № 5. - С. 27 - 30.

48. Верный A.J1. Исследование и метод расчёта винтовых компрессоров // Процессы, технология и контроль в криогенном машиностроении: Тр. ВНИ-Икриогенмаш. Балашиха, 1978. - С. 72 - 82.

49. Видякин Ю.А., Кондратьева Т.Ф., Доброклонский Е.Б. Оппозитные компрессоры. М.: Машиностроение, 1979. — 280 с.

50. Винокуров А.Г., Деньгин В.Г., Ермаков В.М. Опыт создания и тенденции развития компрессоров без смазки для микрокриогенных систем // Криогенное и холодильное оборудование и технологии. — Омск, 1999. Вып. 2. - Ч. 2. -С. 188-194.

51. Винтовые компрессорные машины. Справочник / П.Е. Амосов, Н.И. Боб-риков, А.И. Шварц и др. — Д.: Машиностроение, 1977. — 256 с.

52. Витман Л.А., Кацнельсон Б.Д., Палеее И.И. Распиливание жидкости форсунками. М. - JI.: Госэнергоиздат, 1962. - 264 с.

53. Власова Е.А., Зарубин B.C., Кувыркин Г.Н. Приближенные методы математической физики. М.: Изд - во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 699 с.

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

55. Воропай П.И., Шленов A.A., Повышение надежности и экономичности поршневых компрессоров. -М.: Недра, 1980. 359 с.

56. Воронецкий A.B. Сравнительный анализ стоимости жизненного цикла для воздушных компрессоров различных типов // Компрессорная техника и пневматика. 2002. - № 10. - С. 2 - 5.

57. Воронецкий A.B. Компрессоры «Аякс» опыт многолетней эксплуатации // Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования-2007: Труды XIII Международного симпозиума. - СПб, 2007. - С. 162 - 166.

58. Воронков С.С. Математическая модель рабочего процесса высокооборотного двухступенчатого поршневого компрессора с учётом нестационарных явлений в коммуникациях: Автореф. дис.канд. техн. наук. Д., 1982. -16 с.

59. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика. — М.: Энергия, 1968.-496 с.

60. Гагарин А.Г. Аналитическое исследование теплообмена между газом и стенками цилиндра поршневого компрессора // Компрессорное и холодильное машиностроение: Науч. — техн. сб. ЬЩНТИхимнефтемаш. 1969. - № 1. - С. 3 -4.

61. Галицейский Б.М., Рыжов Б.А., Якут Е.В. Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках. М.: Машиностроение, 1977. — 256 с.

62. Гинзбург Б.Я. О дросселировании газа верхним поясом поршня // Вестник машиностроения. — 1961. — № 12. С. 27 - 30.

63. Гинзбург И.П. Движение газа в узкой щели // Вестник Ленингр. ун-та. — 1953.-№8.-С. 27-50.

64. Гинзбург И.П. Истечение вязкого газа из подвижной щели // Вестник Ленингр. ун-та. 1953. - № 11. - С. 73 - 87.

65. Глаголев Н.М. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания / Н.М. Глаголев. — Киев-Москва: Машгиз, 1950. — 480 с.

66. Гогин Ю.Н. Впрыск воды во всасывающий трубопровод компрессора // Изв. вузов. Энергетика. 1963. - № 11. - С. 69 - 75.

67. Голубев С.Н. Термодинамические исследования процесса всасывания винтового судового компрессора: Автореф. дис.канд. техн. наук. Л., 1974. — 16 с.

68. Гонор А.Л. Движение и растекание капли в потоке газа // Некоторые вопросы механики сплошной среды. — М.: 1978. С. 178 - 187.

69. Гонор А.Л., Золотова Н.В. Распад капли в потоке газа // Газодинамика неравновесных потоков. Новосибирск: 1981. - С. 45 - 51.

70. Горбенко А.Л. Основы расчёта и проектирования поршневых детандеров с автоматическим двухклапанным газораспределением: Автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб., 1999. - 24 с.

71. Горбис З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков. -М.: Энергия, 1970. 424 с.

72. Горяинова A.B., Ботков Г.К., Тихонова М.С. Фторопласты в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1981. — 233 с.

73. Григорьев А.Ю. Анализ и прогнозирование параметров рабочих процессов в поршневых расширительных и компрессорных машинах: Автореф. дис. . д-ра. техн. наук. СПб., 2005. - 30 с.

74. Григорьев А.Ю. Исследование течения газа в ступени поршневого компрессора: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — Л., 1981. — 24 с.

75. Дейч М.Е. Техническая газодинамика. — М.: Энергия, 1974. 592 с.

76. Демидович В.П., Марон А.И., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. — М.: Наука, 1967.-368 с.

77. Джафаров А. С. Применение слоистых пластиков в компрессорах без смазки. Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1991. - 62 с.

78. Джонс Дж. К. Методы проектирования. М.: Мир, 1986. - 326 с.

79. Диментов Ю.И. Исследование процесса нагнетания в винтовом компрессоре: Автореф. дис.канд. техн. наук. Л., 1974. - 16 с.

80. Дмитриев В.Т. Обоснование и выбор энергосберегающих параметров функционирования шахтных компрессорных установок: Дис. д-ра техн. наук. Екатеринбург, 2006. - 227 с.

81. Докукин A.B. Области применения пневматической энергии в угольных шахтах // Уголь. 1961. - № 3. - С. 9 - 14.

82. Доллежаль H.A. К теории самодействующего клапана поршневого компрессора // Химическое машиностроение. 1939. - № 7. - С. 1-8.

83. Доллежаль H.A. Прикладная теория всасывающего клапана поршневого компрессора // Общее машиностроение. — 1941. — № 1. — С. 30 — 36.

84. Доллежаль H.A. Расчёт основных параметров самодействующих пластинчатых клапанов поршневого компрессора // Общее машиностроение. 1941. — № 9. - С. 2 - 5.

85. Дорфман Л.А. Гидродинамическое сопротивление и теплоотдача вращающихся тел. — М.: Гос. изд-во физ мат. лит-ры, 1960. - 260 с.

86. Дорфман А.Ш. Теплообмен при обтекании неизотермических тел. — М.: Машиностроение, 1982. 192 с.

87. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. — М.: Машиностроение, 1978. — 463 с.

88. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. — М.: Наука, 1982.-472 с.

89. Жукаускас А., Улинскас Р. Теплоотдача поперечно обтекаемых пучков труб. Вильнюс: Мокслас, 1986. - 204 с.

90. Забродский С. С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном (кипящем) слое. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1963. -488 с.

91. Зарубин B.C. Прикладные задачи термопрочности элементов конструкций. М.: Машиностроение, 1985. - 296 с.

92. Захаренко С.Е. К вопросу о протечках газа через щели // Труды Ленингр. политехи, института. — 1953. № 2. - С. 144 - 180.

93. Захаренко С.Е. Экспериментальное исследование протечек газа через щели // Труды Ленингр. политехи, института. 1953. - № 2. - С. 161-170.

94. Захаров С.А. Исследование влияния зазоров в сопряжениях холодильного герметичного ротационного компрессора на его эксплутационные характеристики: Дисс. канд.техн.наук. Одесса, 1977. - 256 с.

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

96. Заявка 59-208101 Япония, МКИ3 F 01С 1/02. Роторный компрессор / Мото-каваХироси (Япония).- № 58-8253; заявл. 13.05.83.; опубл. 26.11.84.

97. Здалинский И.Б., Пирумов И.Б., Хрусталев Б. С. Статистическая оценка влияния клапанов на показатели эффективности поршневого компрессора // Компрессорная техника и пневматика. — 1994. — № 3. — С. 17 — 20.

98. Зеликовский ИХ., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки: Справочник. М.: Агропромиздат, 1989. - 672 с.

99. Иванов В.А. Исследование теплообмена в поршневых компрессорах: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1974. - 16 с.

100. Ивашнев Е.А. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров малой производительности с воздушным охлаждением: Автореф. дис. канд. техн. наук. — Л., 1981. 16 с.

101. Игнатьев K.M. Разработка методики расчета динамики клапанов специальных конструкций: Автореф. дис. канд. техн. наук. — СПб., 1995. 16 с.

102. Иделъчик ИЕ. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. - 559 с.

103. Индицирование двухроторного компрессора с нелинейной синхронизацией роторов /Юша В.Л., Пахотин С.Ю., Кононов С.В., Березин HCII Химическое и нефтяное машиностроение. — 1994. № 1. — С. 7-9.

104. Исаков В.П. Исследование динамики и прочности самодейстующих дисковых клапанов поршневых компрессоров: Дис. канд. техн. наук. Л., 1969. -232 с.

105. Исаков В.П., Дмитревский В.А. Исследование газодинамических характеристик многоканального дискового клапана // Исследования в области компрессорных машин: Труды 2 Всесоюзной научно-техн. конф. по компрессоро-строению. Киев, 1970. - С. 82 - 86.

106. Исаков В.П., Хрусталев Б. С. Самодействующие клапаны поршневых компрессоров для различных областей применения // Химическое и нефтяное машиностроение. 1995. - № 11.- С. 67 - 70.

107. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. — М.: Энергоиз-дат, 1981 -416 с.

108. Исаченко В.П., Кушнырёв В.И. Струйное охлаждение. — М.: Энергоатомиз-дат, 1984.-216 с.

109. К вопросу о влиянии охлаждения ступени компрессора объемного действия на его конструктивные и эксплуатационные характеристики. / Юша B.JI., Январёв И.А., Панин Ю.Н. и др. 10 с. - Деп. рук. - ВИНИТИ - 2001. - № 2108 -В2001.

110. Кабаков А.Н., Юша B.JI. Определение производительности винтового компрессора с впрыском жидкости // Изв. вузов. Горный журнал.- 1987. № 4. - С. 96-99.

111. Кабаков А.Н., Юша B.JI. Рабочие процессы винтовых компрессоров с газожидкостным рабочим телом. — Омск: Изд-во ОмПИ, 1988. 80 с.

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

113. Калугин Г.Н. Винтовые компрессоры с подачей жидкости в рабочую полость. — Краснодар: Изд-во КПИ, 1984. 116 с.

114. Калъней Е.Д., Максименко В.Н., Русаков М.М. Компрессор для наддува двигателя легкового автомобиля // Труды XIV Международной научно-технической конференции по компрессорной технике. Казань, 2007. - Том I. -С. 85-89.

115. Камсти Н. Аэродинамика компрессоров. — М.: Мир, 2000. 688 с.

116. Канищев А.Т. Экспериментальное определение коэффициента расхода воздуха при лабиринтовых уплотнениях с гладкой втулкой // Труды моек, ин-та инж. ж.-д. трансп. 1958. - Вып. 109. - С. 74 - 86.

117. Каптужак Я., Бздзелъ Я. Поршневые компрессоры НСР TURBO для морского и наземного применения // Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования-2007: Труды XIII Международного симпозиума. СПб, 2007. - С. 178 - 186.

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

119. Касилов В. Ф. Справочное пособие по гидрогазодинамике для теплоэнергетиков. -М.: Издательство МЭИ, 2000. 272 с.

120. Каст В. Конвективный тепло- и массоперенос. М.: Энергия, 1980. — 44 с.

121. Каханер Д., Моулер К, Нэш С. Численные методы и программное обеспечение. М.: Мир, 1998. - 575 с.

122. Керн Д., Краус А. Развитые поверхности теплообмена. -М.: Энергия, 1977. 462 с.

123. Кириллин В.А., Сычёв В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. -М.: Энергия, 1974. 448 с.

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

125. Кислюк E.H. Исследование малорасходных роторных нагнетателей с пластмассовыми роторами: Дис. канд.техн.наук. Л., 1980. - 278 с.

126. Ковалъногов Н.И., Миронов Е.А. Обобщение опытных данных по критическим условиям срыва жидкости с поверхности плёнки // Тепло- и массообмен в двигателях летательных аппаратов. Казань, 1969. - С.79-84.

127. Ковляченко H.H. Термодинамические соотношения с учётом влияния перетечек газа на индикаторные диаграммы компрессора // Изв. вузов. Горный журнал.- 1969.-№ 11. С. 109-112.

128. Когарко С.М. Динамика разрушения капель жидкости в газовом потоке. // ДАН СССР.- 1971.-Т. 198.-№ 11. -С.71- 73.

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

130. Колесниченко B.C. Повышение энергетической эффективности малых герметичных компрессоров: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — Одесса, 1986. — 24 с.

131. Колунин A.B. Влияние низких температур окружающей среды на периодичность технического обслуживания силовых установок дорожных и строительных машин: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — Омск, 2007. 18 с.

132. Композиционные материалы на основе политетрафторэтилена. Структурная модификация / Ю.К. Машков, З.Н. Овчар, В.И. Суриков и др. М.: Машиностроение, 2005. - 240 с.

133. Кондратьева Т.Ф. Исследование влияния динамических колебаний давления газа в коммуникациях установок поршневых компрессоров на экономичность и надёжность их работы: Дис. . докт. техн. наук. — Л., 1970. — 373 с.

134. Кондратьева Т.Ф. Исследование полосовых самодействующих клапанов поршневых компрессоров: Дис. . канд. техн. наук. — JL, 1958. — 115 с.

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

136. Копелевич A.C. Исследование влияния неплотности самодействующих клапанов на основные технико-экономические параметры ступени поршневого компрессора: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1979. 16 с.

137. Костин А.К, Ларионов В.В., Михайлов Л.И. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания. Справочное пособие. Л., Машиностроение, 1979.- 222 с.

138. Кочетова Г.С., Сакун И.А. Состояние и направление развития спиральных компрессоров // Обзорная информация. Серия Холодильное машиностроение.- М.: ЦИНТИхимнефтемаш. 1988. - 56 с.

139. Кузнецов В.И., Чумаков Ю.Н. Условия совместной работы элементов в системе роторно-лопастного двигателя // Современные технологии при создании продукции военного и гражданского назначения: Сб. докладов технолог, конгресса. Омск, 2001. - С. 119 - 123.

140. Кузнецов Л.Г. Параметрический ряд поршневых компрессоров малой производительности на Ш образной базе с сухим картером // Компрессорная техника и пневматика. - 2000. - № 2. - С. 22.

141. Кузнецов Л.Г., Иванов Д.Н., Молодова Ю.Н, Верболоз А.П. Обобщённая математическая модель рабочих процессов ступени машин объёмного действия // Компрессорная техника и пневматика. 2000.- № 1.- С. 23 — 26.

142. Кулаев Д.Х. Исследование самодействующего клапана холодильного поршневого компрессора для цели выявления неисправностей, связанных с изменением характеристики его упругих элементов: Автореф. д ис. канд. техн. наук. — JL, 1978. 16 с.

143. Курылёв Е.С., Герасимов H.A. Холодильные установки. — JL: Машиностроение, 1980.-622 с.

144. Кутателадзе С. С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Энергия, 1976. - 296 с.

145. Лавренченко Г.К., Власюк В.А. Воздушные компрессоры компании «Ингер-солл-Рэнд»: от первых шагов — к непревзойдённому успеху // Компрессорная техника и пневматика. 2002. - № 7. - С. 21 - 26.

146. Лебедев С.А. Исследование динамики и прочности пластин самодействующих клапанов поршневых компрессоров: Автореф. дис. канд. техн. наук.-Л., 1980.-16 с.

147. Левъиин В.П. Исследование газодинамики течения рабочего тела в одно-кольцевом самодействующем клапане поршневого компрессора: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М., 1984. 16 с.

148. Леончик Б.И., Маякин В.П. Измерения в дисперсных потоках. М.: Энер-гоиздат, 1981.- 184 с.

149. Ли X. К., Хео Й. — Т., Сонг Г. — Й и др. — X. Анализ потерь в линейном компрессоре // Компрессорная техника и пневматика. - 2003. - № 7. - С. 36 -40.

150. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. — М.: Наука, 1987. 840 с.

151. Лыков М.В., Леончик Б.И. Распылительные сушилки. М.: Машиностроение, 1966.-331 с.

152. Лышевский A.C. Движение жидких капель в газовом потоке // Изв. вузов. Энергетика.- 1963. № 7. - С.75-81.

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

154. Максимук Б.Я., Самойлович C.B. Коэффициент теплоотдачи при расширении природного газа в цилиндре поршневого компрессора // Газовая промышленность. 1972. - № 6 - С. 16-18.

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

156. Медведев КВ. Разработка метода расчёта и анализ рабочих процессов в уплотнении поршня компрессоров без подачи смазки в цилиндр: Автореф. дис. канд. техн. наук. JL, 1985. - 16 с.

157. Меренков Д.Ю. Совершенствование грибковых клапанов поршневых и мембранных микрокомпрессоров: Дис.канд. техн. наук. — Омск, 2004. — 215 с.

158. Моделирование процессов теплообмена спирального компрессора / Ибрагимов Е.Р., Паранин Ю.А., Шишков В.К., Гайнутдинов М.Р. II Компрессорная техника и пневматика. 2004. - № 4. - С. 21-25.

159. Моделирование работы кольцевых и дисковых клапанов с учётом явления прилипания / Хрусталёв Б.С., Хрусталёва И.В., Поска А.Й., Стриога Д. II Компрессорная техника и пневматика. 2005. - № 6 — С. 30 - 33.

160. Моисеев JI.JI. Некоторые требования горнорудной промышленности к воздушным компрессорам общего назначения // Исследования в области компрессорных машин. Казань, 1974. - С. 304 — 307.

161. Мухачёв Г.А., Щукин B.C. Термодинамика и теплопередача. М.: Высш. школа.-1991.-480 с.

162. Мясников В.Г. Исследование влияния динамических процессов на рабочий цикл самодействующих прямоточных клапанов поршневых компрессоров: Автореф. дис. канд. техн. наук. JL, 1974. - 16 с.

163. Назаров О.И., Поваров O.A., Ятчепи И.А. Удар капли в плоскую движущуюся пластину // Теплоэнергетика. 1975. - № 4. — С. 47 - 49.

164. Науменко А.И. Исследование теплообмена в поршневых компрессорах: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1974. — 16 с.

165. Нестационарный теплообмен. / В.К. Кошкин, Н.К. Калинин, Г.А. Дрейцер и др. — М.: Машиностроение, 1973. 328 с.

166. Новиков И.И., Захаренко В.П., Ландо Б.С. Бессмазочные поршневые уплотнения в компрессорах. — JL: Машиностроение, 1981. — 236 с.

167. Овсянников М.К. Экспериментальное исследование теплообмена в цилиндрах форсированных четырёхтактных дизелей // Изв. вузов. Машиностроение. -1976. №7.-С.118-122.

168. Ольшевский П.А., Ляпин В.И., Карагусова Е.Е. и др. Перспективы создания несмазываемых поршневых машин со щелевым уплотнением цилиндропорш-невых пар // Криогенное и холодильное оборудование и технологии. Омск, 1999. - Вып. 2. - Часть 2. - С. 248-253.

169. Онучин М. Ф. Производство водозаполненных однороторных винтовых компрессоров для различных технологических процессов // Компрессорная техника и пневматика. 1998. - № 18-19. - С.94-96.

170. Остроухова Н.И. Исследование теплового состояния элементов ступени поршневого компрессора: Автореф. дис. .канд. техн. наук. — Л., 1978. — 16 с.

171. Оценка герметичности самодействующих клапанов поршневых компрессоров на стадии проектирования. / Иванов Д.Н., Молодова Ю.И., Прилуцкий A.A., Ворошилов ИВ II Компрессорная техника и пневматика. — 2004. № 1 — С. 39-41.

172. Параметрическое исследование герметичных поршневых компрессоров. Детальный цифровой анализ и экспериментальное подтверждение / Ригола X, Перец-Сегарра С.Д., Олива А. И др. II Компрессорная техника и пневматика. -2004. № 2. - С. 27 - 34.

173. Паранин Ю.А., Явкин В.Б. Моделирование процессов теплообмена в спиральном компрессоре // Труды XIV Международной научно-технической конференции по компрессорной технике. — Казань, 2007. Том I. — С. 172 — 182.

174. Парфенов В.П. Комбинированные системы охлаждения компрессорных установок (научные основы создания, моделирования и оптимизации): Автореф. дис. . д-ра. техн. наук. СПб., 1992. - 32 с.

175. Патанкар C.B. Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах. — М.: Изд-во МЭИ, 2003. — 312 с.

176. Патанкар C.B. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 152 с.

177. Патент 523979 Германия, Drehkolbenmaschine mit sichelförmigem Arbeitsraum / A. Bargeboer (Голландия)-№141105; Заяв. 16.04.31; Опубл. 30.04.31, НКИ 59е -2.

178. Патент 2010982 (РФ). Машина объемного действия / B.JI. Юша // Открытия. Изобретения. — 1994. № 7.

179. Патент 2014503 (РФ). Ротационный компрессор / B.JI. Юша // Открытия. Изобретения.- 1994. № 11.

180. Патент 2231761 (РФ). Способ определения мгновенного коэффициента теплоотдачи к стенке рабочей камеры машины объемного действия / B.JI. Юша, Д.Г. Новиков // Б.И. 2004. - № 18.

181. Патент 2244161 (РФ). Поршневой компрессор / B.JI. Юша., Д.Г. Новиков // Б.И. 2005. -№ 1.

182. Патент 2244267 (РФ). Способ определения коэффициента расхода газа при течении через щелевой канал в рабочей камере машины объемного действия / В.Л. Юша, А.А. Гуров, Д.Ю. Меренков, А.В. Юша. // Б.И. 2005. - № 1.

183. Патент 2394337 США, Driving device for rotary piston machines! P. Sobek (Австрия)-№ 344512; заяв. 09.07.40; опубл. 05.02.46, НКИ 418-38.

184. Патент 2673027 США, Rotary compressor / М.А. Lipkou (Испания)-№ 193330; заяв. 19.11.49; опубл. 23.03.54, НКИ 418.

185. Патент 3282258 США, МКИ2 F01C 1/00 Rotary engine/ E.L. Sinnot (США)-№ 387977; заяв. 6.08.64; опубл. 01.11.66, НКИ-418-38.

186. Патент 3767331 США, МКИ2 F01C 1/00. Rotary piston machines/E. Kle-satschke (ФРГ)-№ 55342; заяв. 16.07.70; опубл. 23.10.73, НКИ -418-37.

187. Патент 4068985 США, МКИ2 F 01С 1/00 Rotary engine or pump construction/ J.S. Baer (США)-№ 674141; заяв. 6.04.76; опубл. 17.01.78, НКИ -418-38.

188. Патент 4153396 США, МКИ2 F 01С 1/00 Rotary engine or pump/ E.F. Londry (США)-№ 853094; заяв. 21.11.77; опубл. 08.05.79, НКИ-418-38.

189. Патент 4311441, США, МКИ3 F 01С 1/07. Rotary compressor machine with alternating pistons and sealings there for/ A. Simon (Швейцария)-№ 40916; заяв. 9.08.78; опубл. 19.01.82. НКИ 418-37.

190. Патент. 44576880 США, МКИ3 F 04С 1/24. Rotary compressor/ Paget Win W. (США)-№ 489045; заяв. 27.04.83; опубл. 30.07.84. НКИ 418/191.

191. Патент 4605361 США, МКИ4 F 02В Oscillating vane rotary pump or motor / R.K. Cordray (США)-№ 693136; заяв. 22.01.85; опубл. 12.08.86, НКИ-418.

192. Патент на ПМ 35133 (РФ). Машина объемного действия. / В.Л. Юша. // Б.И.-2003. -№36.

193. Патент 2260711 (РФ). Клапан. / В.Л. Юша // Б.И. 2005. - № 26.

194. Патент 2307953 (РФ). Поршневой компрессор. / B.JI. Юша, С.С. Бусаров // Б.И. 2007. - № 28.

195. Передвижные и переносные компрессорные станции для получения азота // Техномир. 2006. - № 4. - С. 42-43.

196. Перевозчиков М.М. Повышение эффективности объёмного одноступенчатого компрессора на основе математической модели процессов при сжатии реальных газов: Автореф. дис. канд. техн. наук. — Л., 1997. 16 с.

197. Перепечко Ю П. Разработка метода оптимизации клапанов ступени поршневого компрессора и экспериментальное исследование прямоточных клапанов в интервале частот 25-50 Гц: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 1981. - 16 с.

198. Петриченко P.M., Оносовский В.В. Рабочие процессы поршневых машин. — М.: Машиностроение, 1972. — 167 с.

199. Петриченко P.M., Петриченко М.Р. Конвективный теплообмен в поршневых машинах. Л., Машиностроение, 1979. - 232 с.

200. Петров A.A., Антонов О.В. Опыт эксплуатации компрессорной азотной станции при освоении нефтяных скважин // Компрессорная техника и пневматика. 2004. - № 4. - С. 8.

201. Петров В.В. Исследование рабочего процесса многоступенчатого компрессора: Автореф. дис. канд. техн. наук.— Л., 1975.- 17 с.

202. Пирумов КБ. Разр аботка методов газодинамического, динамического и прочностного расчетов, моделирования работы и оптимизация самодействующих клапанов поршневых компрессоров: Автореф. дис. д-ра техн.наук. -Л., 1984.-38 с.

203. Пластинин П.И. Передвижные компрессорные станции / Насосостроение и компрессоростроение. Холодильное машиностроение. (Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР) 1977. - Т. 1. - 103 с.

204. Пластинин П.И. Поршневые компрессоры: В 2 т. М.: КолосС, 2006. - Том 1: Теория и расчет. - 400 с.

205. Пластинин П.И. Расчёт и исследование поршневых компрессоров с использованием ЭВМ // Насосостроение и компрессоростроение. Холодильное машиностроение. (Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР) М.: ВИНИТИ, 1981.- Т.2.-168 с.

206. Пластинин П.И. Сухие винтовые и прямозубые компрессоры // Насосостроение и компрессоростроение. Холодильное машиностроение. (Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР)- 1986.- Т.З. С. 3-80.

207. Пластинин, П.И. Щерба В.Е. Рабочие процессы объемных компрессоров со впрыском жидкости // Насосостроение и компрессоростроение. Холодильное машиностроение. (Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР) М.: ВИНИТИ, 1996. - Т. 5. - 154 с.

208. Пластинин ИИ, Юша В.Л., Бусаров С. С. Анализ нестационарных температурных полей в стенках цилиндра компрессорной ступени // Омский научный вестник. 2006. - № 5. - С. 96 - 101.

209. Поваров O.A. Соударение капли с движущейся плоской поверхностью // ДАН СССР. 1975. - Т. 225 - № 3. - С.553- 556.

210. Полимерные композиционные материалы в триботехнике / Ю.К. Машков, З.Н. Овчар, М.Ю. Байбарацкая и др. М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2004. - 262 с.

211. Поршневые компрессоры / С.Е. Захаренко, С.А. Анисимов, В.А. Дмитревский и др. М. - JI.: Машгиз, 1961.- 454 с.

212. Поршневые компрессоры / Б.С.Фотин, И.Б. Пирумов, И.К. Прилуцкий, П.И. Пластинин. JL: Машиностроение, 1987.- 372 с.

213. Прилуцкий А.И., Молодова Ю.И., Арсенъев И.А. Впускные клапаны поршневых детандеров с дисковыми неметаллическими пластинами // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2006. - № 4. - С. 20-21.

214. Прилуцкий А.И. Совершенствование систем газораспределения компрессорных и расширительных машин: Автореф. дисс. д-ра. техн. наук. — СПб., 1997.-32 с.

215. Прилуцкий И.К., Прилуцкий А.И. Расчёт и проектирование поршневых компрессоров и детандеров на нормализованных базах. СПб.: Изд-во СПбГАХПТ, 1995.- 194 с.

216. Прилуцкий И.К., Антонов Н.М. Анализ и оптимизация конструкции крышек высокооборотных компрессоров // Повышение эффективности холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. науч. трудов. — Омск: ОмПИ, 1988. -С. 57-63.

217. Проектирование эффективных винтовых компрессоров для подачи сухого воздуха / МакКрит П., Стосич Н., Смит И., Ковачевич А. II Компрессорная техника и пневматика.- 2003. № 2. - С. 25 - 28.

218. Простота как признак совершенства // Техномир. 2006. - № 4. - С. 36 -40.

219. Разработка и исследование базового образца двухроторного компрессора: Отчёт по теме «Разработка и исследование базового образца двухроторного компрессора.» / Омский политехи, ин-т. Руководитель темы А.Н. Кабаков. ГР № 01890003762. Омск, 1990. - 150 с.

220. Расчет пропускной способности щели кольцевого самодействующего клапана поршневого компрессора/ Барышников Г.А., Левшин В.П, Исаков В.П., Мясников, В.Г. // Изв. вузов. Машиностроение. — 1984 № 4. — С. 65 - 68.

221. Ранее X., Стефанова С. Справочник по коррозии. -М.: Мир, 1982. 520 с.

222. Ребриков В.Д. Разработка метода оптимизации всасывающих клапанов поршневых компрессоров: Автореф. дис.канд. техн. наук.— Л., 1979 — 16 с.

223. Редукторы энергетических машин. Справочник / Б.А. Балашов, P.P. Галь-пер, A.M. Гаркави и др.- Л.: Машиностроение, 1985. 232 с.

224. Решетов Д.Н., Иванов A.C., Фадеев В.З. Надёжность машин. — М.: Высшая школа, 1988.-238 с.

225. Решкин A.B. Некоторые особенности расчёта и конструирования ротационных пластинчатых компрессоров, работающих без смазки // Химическое и нефтяное машиностроение. 1966. - № 10. - С.2 - 4.

226. Решкин A.B., Трофимов В.Л., Копштейн В.М. Малорасходные пластинчатые компрессоры без смазки // Исследование, расчет и конструирование холодильных и компрессорных машин: Сб. трудов. М.: ОНТИ, 1980. - С.163 -170.

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

228. Розенблит Г.Б. Теплоотдача в дизелях. — М.: Машиностроение, 1977. 216 с.

229. Розенфелъд И.Л. Ингибиторы коррозии. — М.: Химия, 1977. — 352 с.

230. Ротационные компрессоры / А.Г. Головинцов, В.А. Румянцев, В.И. Арда-шев и др. М.: Машиностроение, 1964. - 315 с.

231. Рудомёткин Ф.И., Неделъский Г.В. Монтаж, эксплуатация и ремонт холодильных установок. — М.: Пищевая промышленность, 1975. 376 с.

232. Рыэ/сиков Л.Н. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — Л., 1978. — 24 с.

233. Сакун НА. Винтовые компрессоры. — Л.: Машиностроение, 1970. 400 с.

234. Самарский A.A., Вабищев П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: Еди-ториал УРСС, 2003. - 784 с.

235. Самарский A.A., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. -М.: Наука, 1978.-592 с.

236. СамойловичГ.С. Гидрогазодинамика. -М.: Машиностроение, 1990. 456 с.

237. Сафин Ф.Х. Тенденции в технико-экономической структуре производства и развитии компрессорного оборудования // Компрессорная техника и пневматика. 2002. - № 2. - С.4 - 9.

238. Седов JI.H. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1987. - 430 с.

239. Селезнёв К.П., Подобуев Ю.С., Анисимов С.А. Теория и расчёт турбокомпрессоров. JL: Машиностроение, 1968. - 408 с.

240. Серегин В.В. Методы расчета динамики, ускоренные испытания и оценка эффективности цилиндрических прямоточных клапанов быстроходного поршневого компрессора: Автореф. дис. канд. техн. наук. — JL, 1985.-16 с.

241. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. -М.: Наука, 1979.-552 с.

242. Сидора H.H. Исследование рабочего процесса винтового масл©заполненного компрессора: Автореф. дис. канд. техн. наук. — JL, 1969. 16 с.

243. Системы охлаждения компрессорных установок / Я.А. Берман, О.Н. Мань-ковский, Ю.Н. Марр и др. JL: Машиностроение, 1984. - 228 с.

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

245. Слышенков В.А. Исследование влияния нестационарности истечения газа на работу клапанов поршневых компрессоров: Автореф. дис. канд. техн. наук.-М., 1980.-16 с.

246. Справочник по теплообменникам. В 2 т. М.: Энергоатомиздат, 1987.- Т.2. -352 с.

247. Совершенствование прямоточных клапанов и методов их расчёта / Пиру-мов И.Б., Хрусталёв Б. С., Эспер М.И. dp II Компрессорная техника и пневматика. 1992. - Вып. 1. - С. 7-9.

248. Соложенцев Е.Д., Сидоренко А.Ф. Идентификация схематизированного цикла поршневого компрессора // Конструирование, исследование, технология и организация производства компрессорных машин: Труды ВНИИком-прессормаш. Сумы, 1978.- С. 3-7.

249. Сопротивление материалов / П.А. Павлов, JI.K. Паршин, Б.Е. Мельников и др. СПб: Лань, 2003. - 528 с.

250. Сухомлинов P.M Трохоидные роторные компрессоры. Харьков: Высш. школа, 1975. - 152 с.

251. Тарасов A.M., Егоров В.Г. Методика и расчёт рабочего процесса винтовых компрессоров // Энергомашиностроение. — 1970. № 6. - С. 43-45.

252. Твалчрелидзе А.К. Исследование влияния основных геометрических соотношений на экономическую эффективность поршневых компрессоров двойного действия общего назначения: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — М., 1974.- 16 с.

253. Теория ползучести и длительной прочности металлов / И.А. Одинг, B.C. Иванова, ВВ. Бурдукский и др. М.: Металлургиздат, 1959. - 488 с.

254. Теплообменные аппараты холодильных установок / Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П. Иванов и др. -Л.: Машиностроение, 1973. 328 с.

255. Титов И.Е., Щерба В.Е., Березин И.С. Математическая модель рабочего цикла компрессора с катящимся ротором с впрыском жидкости // Изв. вузов. Энергетика. 1991. - № 11. - С.78-86.

256. Федоренко C.B. Исследование изменения температуры газа в цилиндрах поршневых компрессоров: Автореф. дис.канд. техн. наук. — М., 1977 — 16 с.

257. Федулов С.И. Повышение энергетической эффективности рабочих процессов герметичного компрессора малой производительности: Автореф. дисканд. техн. наук. — М., 1987. 24 с.

258. Филиппов В.В. Процессы впуска и выпуска в поршневых компрессорах. -М.: Машгиз, 1960 142 с.

259. Фотин Б.С. Рабочие процессы поршневых компрессоров: Автореф. дисс. . д-ра техн. наук. — JL, 1974. 32 с.

260. Фотихова В.В. Математическое моделирование тепловых процессов в холодильном бессальниковом компрессоре: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — Одесса, 1991. -24 с.

261. Фрашетт Д., Гролъер П., Роберт Ж.Л. Проектирование клапанов компрессоров, предотвращающее их усталость // Компрессорная техника и пневматика. 2004. - № 1. - С. 27-31.

262. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. — JL: Машиностроение, 1969. — 744 с.

263. Фукс H.A. Механика аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 351 с.

264. Фукс H.A. Испарение и рост капель в газообразной среде. — М.: Изд-во АН СССР, 1958.-90 е.

265. Хисамеев И.Г., Максимов В.А. Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры: теория, расчет и проектирование. — Казань: Фэн, 2000. — 638 с.

266. Ходырев А.И. Повышение эффективности работы поршневых компрессоров путём испарительного охлаждения сжимаемого газа: Автореф. дис. канд. техн. наук. JL, 1984. - 25 с.

267. Холл Дж., Уатт Дэю. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. — М.: Мир, 1979. — 312 с.

268. Холодильные компрессоры. Справочник. — М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1981. — 280 с.

269. Холодильные машины / A.B. Бараненко, H.H. Бухарин, В.И. Пекарев и др. СПб.: Политехника, 1987. - 992 с.

270. Холодильная техника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ: Справочник / С.Н. Богданов, С.И. Бурцев, О.П. Иванов и др. СПб.: Изд-во СПбГАХПТ, 1999. - 320 с.

271. Хрусталев Б.С. Исследование работы группы клапанов поршневого компрессора: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — JL, 1975. — 16 с.

272. Хрусталев Б. С. Математическое моделирование рабочих процессов в объёмных компрессорах для решения задач автоматизированного проектирования: Дис. . д-ра техн. наук. СПб., 1999. - 269 с.

273. Чигрин В.И., Захаржевский Г.А., Чигрина И.П. Экспериментальное исследование цельнолитого прямоточного клапана // Конструирование, исследование, технология и организация производства компрессорных машин: Сб. трудов. Сумы, 1975. - С. 48-57.

274. Чирков A.A. О состоянии научных исследований теплоотдачи в двигателях внутреннего сгорания // Известия вузов. Машиностроение. 1963. - № 5. — С.112-124.

275. Чирков A.A., Стефановский Б.С. О доминирующем способе передачи тепла в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания // Вопросы конструкции и теории локомотивов: Тр. Ростов, ин-та инженеров ж-д трансп. Ростов н/Д, 1958.- Вып. 21.-С. 96-112.

276. Шарунин A.A. Исследование внутренних перетечек воздуха в рабочей полости роторного компрессора // Исследование работы автоматических тормозов подвижного состава: Труды ВНИИЖТ. — М.: Транспорт, 1966. Вып. 325. -С. 157- 167.

277. Шестаков В.И. Исследование влияния охлаждения на рабочий процесс и эффективность поршневого компрессора: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — Л., 1973. 14 с.

278. Шестаков В.И. О неравномерности мгновенной температуры газа в различных точках объёма цилиндра // Конструирование, исследование, технология и организация производства компрессорных машин: Сб. трудов. — Сумы: ВНИИкомпрессормаш, 1975. С.23-29.

279. ШиД. Численные методы в задачах теплообмена. — М.: Мир, 1988. — 544 с.

280. Щерба В.Е. Исследование поршневого компрессора с внутренним отводом тепла: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. — М., 1982. — 16 с.

281. Щерба В.Е. Рабочие процессы и основы оптимального проектирования объёмных компрессоров микрокриогенной техники с двухфазным рабочим телом: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. — Л., 1993. 32 с.

282. Щерба В.Е., Юша B.JI., Кабаков А.Н. Теоретический объемный компрессор со впрыском неиспаряющейся жидкости // Изв. вузов. Машиностроение. — 1984. -№ 1.-С. 71-77.

283. Цветкова НИ. Опытное исследование теплоотдачи в двигателях внутреннего сгорания //Изв. вузов. 1959. - № 10. - С. 84-90.

284. Цеев H.A., Козелкин В.В., Гуров A.A. Материалы для узлов сухого трения, работающих в вакууме. М.: Машиностроение, 1991.- 192 с.

285. Эрик X. Маху. Динамика клапанов поршневых компрессоров с более чем одной степенью свободы // Компрессорная техника и пневматика. 2002. - № 6.-С. 9-16.

286. Юша B.JI. Повышение экономичности и безопасности работы винтового компрессора с газожидкостным рабочим телом: Дис. . канд. техн. наук. — Л., 1987.-273 с.

287. Юша B.JI. Системы охлаждения и газораспределения объёмных компрессоров. Новосибирск: Наука, 2006. - 236 с.

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

289. Юша В.Л., Гуров A.A., Меренков Д.Ю. Влияние выбора методики расчёта процессов массообмена через щелевые каналы на точность расчёта рабочего процесса малорасходных компрессоров объёмного действия. — 17 с. — Деп. рук. ВИНИТИ - 2002. - № 1725 - В2002.

290. Юша В.Л., Меренков Д.Ю. Анализ функционирования систем газораспределения микрокомпрессоров с грибковыми самодействующими клапанами // Компрессорная техника и пневматика. 2004. - № 7. - С. 26-29.

291. Юша В.Л., Новиков Д.Г. Влияние внешнего теплообмена на рабочий процесс компрессоров объемного действия. 24 с. — Деп. рук. - ВИНИТИ - 2002. -№ 1724 - В2002.

292. Юша В.Л., Новиков Д.Г. Интенсификация процессов теплообмена в рабочей камере бессмазочных компрессоров // Вестник международной академии холода. 2004. - Вып. 4. - С. 8-11.

293. Юша В.Л., Танкин В.В. Анализ функционирования самодействующего клапана при внешнем динамическом воздействии // Динамика систем, механизмов и машин: Мат-лы 3 Международной науч. техн. конф. - Омск, 1999.- С. 74-75.

294. Юша В.Л., Танкин В.В. Оценка эффективности применения прямоточных систем газораспределения с самодействующими клапанами в быстроходных компрессорах // Компрессорная техника и пневматика. — 2004. № 6. - С. 3033.

295. Юша B.J1., Щерба В.Е., Кабаков АН. Анализ рабочего процесса всасывания винтового компрессора с впрыском жидкости // Изв. вузов. Энергетика. -1985.-№ 9.-С. 81-85.

296. Яблонский А.А, Никифорова В.М. Курс теоретической механики. СПб.: Лань, 2001.-764 с.

297. Яковлев В.А. Повышение сопротивления ударно-циклическим нагрузкам материалов пластин кольцевых клапанов компрессоров высокого давления: Автореф. дис. канд. техн. наук. Харьков, 1983. — 190 с.

298. Ястребова H.A., Виноградов Г.Н., Лубенец В.Д. Технология компрессоро-строения. М.: Машиностроение, 1987. — 336 с.

299. BrablikJ. Analiticky model bemazneho srouboveho kompresoru // Strojirenstvi. 1980. -30. - № 12. - P. 756 - 760.

300. Egly F. The leakage of gases through narrow channels // J. of Applied Mechanics. 1937. -№ 2. - P. 63-67.

301. Graunke K. Labyrinthspaltstromung eines Labyrinthkolben Kompressors // Technische Rundschau Sulzer. - 1984 - 66. - № 4. - P. 16 - 20.

302. Jungbluth G. Rotation's kolbenmaschinen nach Wankel und andere Bekannte Bauarten. Maschinenmarkt. - 1975. - 81. - № 35.- P. 626-628.

303. Oil free twistair // Chemical Engineering. 1976. - № 10. - P. 33-37.

304. Parfenov V. Theoretical and Experimental Research Aspects of Compressor Installations with multisection Gascooler // Proceeding of the 1998 International Compressor Engineering Conference at Purdue, west Lafayette, 1998. P. 75-80.

305. Salzmen F. und Fravi P. Uber Leckverluste an Ventilspindeln // Escher-Wyss Mitteilungen. 1937. - № 3. - P. 98-103.

306. Stow C.D., Hadfield M.G. An experimental investigation of fluid flow resulting from the impact of a water drop with an unyielding dry surface //Proc. Roy. Soc. — London, 1980.-A373. № 1755.-P. 419-441.

307. Westpfall C.R., Bell HS. Design and development of a water flooded screw compressor packaged air supply system // Des. and Oper. Ind. Compressors Conf. Glasgow, 1978. - London, 1978. - P. 53 - 63.

308. Л фее ¿ля кпрресноклс.'шнк:0ЛГ, 1Чм г Ьы'леркпбчр,. Зсшне.-ая. 51е.!С(!'л:1: (343)228-9 2-0? Фа,к- (3 13) 261-34-40. 2га-16-61 Ьир/'ик/ги. Г-гпаП' п^н 1 / гн

309. НИИ "7066о5049 КИП 770601001

310. УТВЕРЖДАЮ Технический директор ОАО «УКЗ»льниковхч * ,---- . -,1. АКТо внедрении результатов докторской диссертационной рабоч ы Юши Владимира Леонидовича1. Комиссия в составе:

311. Члелы комиссии ' Н.ГО. Кислицина} Г1.Л. Филатов1. УТВЕРЖДАЮ1. АКТо внедрении результатов докторской диссертационной работы Юши Владимира Леонидовича

312. ГОСУДАРСТВЕННОЕ НИГЛР! ЮЬ ПРЕДПРИЯТИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ПОЛЕТ»1. ФЕДЕРАЛЬНОЕ1. Л « а * Д *1. ФГУП ПО "¿"¿<*лет"1. ПА). гл, ьгиАслт'А

313. Ро;сня о44СЩ, г. Омск-21, В .\":."в1'н:<иого, 220 • ; ,п л 1 ло1. Ъ.;1. Л ; ПЗУ Фролов7Г5.ч Фролов19с ис^иФ/иС1. А К Т• Шедренин якяедрвтт »^ультатов докторской д^ссзгшщггосшой работы Юшп Владимира Леопи/овт-и:

314. Ooiiiecmc.o с ограниченной онтетственностьи

315. РОССИЯ. 6-14105. г. Омск-105. ул. 22 Парте ьечда. д. Хй 97. кори, 11. ЛЬ ////¿'¿¿У Ни ЛЬ от

316. Факс: (38121-617-МЗ (3812 >264-826 fiE-Maib> info'ticp-emiv га http; 'ww v, .cr\orik.cx-');1. ВЕГЖДАЮ:•у-!, t енеральнечо дч) 5- I