Обоснование возможности конденсации газов в бессмазочных тихоходных холодильных компрессорах

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Существующие холодильные машины, как известно, содержат четыре основные узла, осуществляющие холодильный цикл: компрессор, конденсатор, расширитель и испаритель. В настоящее время, конденсация хладоагента происходит в конденсаторе. Создание условий, при которых конденсация рабочего тела происходила бы в компрессорном блоке, позволило бы создать компактную холодильную машину, исключив из неё конденсатор.

Цель — доказательство возможности создания компактной холодильной машины с осуществлением процесса конденсации рабочего тела в камере сжатия компрессора.

Методы. Объектом исследования является тихоходный компрессор, в котором отношение давлений значительно превосходит известные аналоги и, при этом, температура значительно ниже быстроходных машин за счёт создания условий, при которых сжатие происходит с показателями политропы ниже 1,08. Метод исследования основан на определении температуры газа при критическом давлении и сравнении полученного результата с критической температурой. Используемая система уравнений и допущений относится к модели с сосредоточенными параметрами рабочего тела.

Результаты. Полученные результаты по сжатию таких хладагентов как аммиак, углекислый газ, R12, R22, Хладон–134а показали возможность получения в тихоходной машине необходимых давлений при значениях температуры значительно ниже критической.

Заключение. В работе рассмотрены и предложены к дальнейшему исследованию те рабочие тела холодильных машин, которые по своим характеристикам и параметрам работы в холодильной машине могут перейти в жидкую фазу в тихоходном компрессорном блоке, что при дальнейшем экспериментальном подтверждении позволит исключить частично или полностью блок конденсатора в холодильной машине.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Сергей Сергеевич Бусаров

Омский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: bssi1980@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8894-0547
SPIN-код: 4141-3733

канд. техн. наук, доцент

Россия, Омск

Алексей Васильевич Недовенчаный

Омский государственный технический университет

Email: lonewolf_rus88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9691-5904
SPIN-код: 1945-2942

канд. техн. наук, доцент

Россия, Омск

Александра Александровна Капелюховская

Омский государственный технический университет

Email: shipunovaa@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-4613-701X
SPIN-код: 2410-8153

старший преподаватель

Россия, Омск

Список литературы

  1. Yusha V.L., Busarov S.S., Gromov A.Yu. Assessment of the Prospects of Development of Medium–Pressure Single–Stage Piston Compressor Units // Chemical and Petroleum Engineering. 2017. Vol. 53, N 7–8. doi: 10.1007/s10556–017–0362–2
  2. Yusha V.L., Busarov S.S., Goshlya R.Yu., et al. The experimental research of the thermal conditions in slow speed stage of air reciprocating compressor // Procedia Engineering. 2016. Vol. 152. P. 297–302. doi: 10.1016/j.proeng.2016.07.706
  3. Юша В.Л., Бусаров С.С. Перспективы создания малорасходных компрессорных агрегатов среднего и высокого давления на базе унифицированных тихоходных длинноходовых ступеней // Научно–технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2018. Т. 24, № 4. С. 80–89. doi: 10.18721/JEST.24408
  4. Юша В.Л., Карагусов В.И., Бусаров С.С. Моделирование рабочих процессов тихоходных длинноходовых поршневых компрессоров // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2015. № 3. С.21–24.
  5. Бусаров С.С., Гошля Р.Ю., Громов А.Ю., и др. Математическое моделирование процессов теплообмена в рабочей камере тихоходной ступени поршневого компрессора // Компрессорная техника и пневматика. 2016. № 6. С. 6–10.
  6. Yusha V.L., Dengin V.G., Busarov S.S., et al. The estimation of thermal conditions of highly–cooled long–stroke stages in reciprocating compressors // Procedia Engineering. 2015. Vol. 113 P. 264–269. doi: 10.1016/j.proeng.2015.07.333
  7. Yusha V.L., Karagusov V.I., Busarov S.S. Modeling the work processes of slow–speed, long–stroke piston compressors // Chemical and Petroleum Engineering. 2015. Vol. 51, N 3–4. P.177–182. doi: 10.1007/s10556–015–0020–5
  8. Громов А.Ю. Разработка поршневых ступеней с линейным приводом для малорасходных компрессорных агрегатов и исследование их рабочих процессов: Автореф. дисc. … канд. техн. наук. Омск, 2017.
  9. Юша В.Л., Бусаров С.С., Недовенчаный А.В., и др. Анализ температурного состояния интенсивно охлаждаемой длинноходовой тихоходной ступени поршневого компрессора // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 9. С. 11–8.
  10. Бусаров С.С., Громов А.Ю., Бусаров И.С., и др. Модернизация методики расчёта процессов теплообмена в рабочей камере воздушного одноступенчатого тихоходного поршневого компрессора среднего давления на основании экспериментальных исследований // Компрессорная техника и пневматика. 2017. № 3. С.14–18.
  11. Busarov S.S., Yusha V.L., Nedovenchanyi A.V. Experimental Evaluation of the Efficiency of Long–Stroke, Low–Speed Reciprocating Compressor Stages in Compression of Different Gases // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. Vol. 54, N 4. P. 593–597. doi: 10.1007/s10556–018–0520–1
  12. Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 1. Теория и расчет. 2–е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 2006.
  13. Фотин Б.С. Рабочие процессы поршневых компрессоров: автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 1974.
  14. Юша В.Л. Системы охлаждения и газораспределения объемных компрессоров. Новосибирск: Наука, 2006.
  15. Chrustalev B.S., Zdalinsky V.B., Bulanov V.P.A. Mathematical Model of Reciprocating Compressor With One or Several Stages for the Real Gases // International Compressor Engineering Conference. ICEC, 1996. P. 1108. [дата обращения: 27.06.2023] Режим доступа: http://docs.lib.purdue.edu/icec/1108
  16. Френкель М.И., Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования. 3–е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1969.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Цикл холодильной машины с конденсацией рабочего тела в камере сжатия компрессора: 1–2 Сжатие с конденсацией; 2–3 Дросселирование; 3–1 Испарение.

Скачать (29KB)
3. Рис. 2. Зависимость температуры от давления для аммиака: 1 — τ=2 с, 2 — τ=4 с.

Скачать (61KB)
4. Рис. 3. Зависимость температуры от давления для двуокиси углерода: 1 — τ=2 с, 2 — τ=4 с.

Скачать (57KB)
5. Рис. 4. Зависимость температуры от давления для R12: 1 — τ=2 с, 2 — τ=4 с.

Скачать (58KB)
6. Рис. 5. Зависимость температуры от давления для R22: 1 — τ=2 с, 2 — τ=4 с.

Скачать (56KB)
7. Рис. 6. Зависимость температуры от давления для R134а: 1 — τ=2 с, 2 — τ=4 с.

Скачать (57KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.