Канд. техн. наук
The processes in the world around involve losses, and the task of any engineer is to take them into account at the stage of a machine design. But the losses may be concealed coming into being in one process and showing quite in another one. Such losses are the losses in the compressors owing to a nonequilibrium regenerative heat exchange. In some constructions they may be completely absent but in the others they may occur and lead to reducing the compressor output or showing in a different way. Today the methods of the thermodynamic calculation of a compressor don’t include a direct calculation of losses due to a nonequilibrium regenerative heat exchange. The paper analyses the mechanism of losses that appear due to regenerative heat exchange during the process of a cyclic gas compression in the compressor; the method to calculate such losses is cited. It is based on the analytic solution of the problem of the nonstationary heat conductivity in a semibounded body at harmonic boundary conditions. As an example to use the method were calculated the losses due to nonequilibrium regenerative heat exchange in the PB100 refrigeration compressor, the losses share of the compressor consumed power was defined. Keywords: compressors; work losses from nonequilibrium regenerative heat exchange in the compressor; thermodynamic calculation of a compressor; entropy analysis
Процессы в окружающем нас мире сопровождаются потерями, учесть которые на этапе проектирования машин - задача любого инженера. Однако потери могут маскироваться, формируясь в одном процессе, а проявляясь в совершенно другом. К такому виду потерь в компрессорах относятся потери от неравновесного регенеративного теплообмена (ПНРТ). В отдельных конструкциях компрессоров они могут полностью отсутствовать, а в других могут присутствовать и проявляться через снижение производительности компрессора или иным образом. Сегодня методики термодинамического расчета компрессоров не включают прямого расчета потерь от неравновесного регенеративного теплообмена. В статье анализируется механизм возникновения потерь от регенеративного теплообмена в процессе циклического сжатия газа в компрессоре и приводится методика расчета этих потерь. Методика базируется на аналитическом решении задачи нестационарной теплопроводности в полуограниченном теле с гармоническими граничными условиями. В качестве примера использования методики рассчитаны потери от неравновесного регенеративного теплообмена в холодильном компрессоре ПБ100 и определена доля этих потерь в потребляемой компрессором мощности.