Теоретическая оценка возможности уменьшения массовых утечек рабочей среды из камеры поршневого компрессора

Аннотация

Рассмотрены массовые утечки сжимаемой среды из рабочей камеры поршневого компрессора через цилиндропоршневые уплотнения и возможные пути их уменьшения. Предложена конструкция монолитного манжетного поршня, позволяющая уменьшить массовые утечки рабочей среды и увеличить производительность поршневого компрессорного агрегата. Разработана методика расчета, учитывающая процессы, происходящие в реальной тихоходной ступени с учетом газовых потоков через неплотности рабочей камеры. На основании известных теоретических зависимостей при использовании перспективной конструкции поршневого уплотнения улучшены интегральные характеристики ступени: КПД, коэффициент подачи, температура сжатия газа. Применение предлагаемого монолитного манжетного поршня позволяет на ~ 18 % увеличить КПД поршневого компрессорного агрегата за счет уменьшения эквивалентного зазора, на ~ 20 % увеличить коэффициент подачи, поскольку массовые утечки снижаются и масса газа в рабочей камере увеличивается, и, как следствие, на ~ 18 % повысить температуру сжатия газа. Предлагаемый монолитный манжетный поршень рассматривается как перспективная конструкция цилиндро-поршневого уплотнения, способная уменьшить существующие массовые утечки, увеличить индикаторный КПД тихоходной длинноходовой компрессорной ступени, коэффициент подачи и производительность поршневого компрессорного агрегата

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Бусаров С.С., Кобыльский Р.Э., Синицин Н.Г. Теоретическая оценка возможности уменьшения массовых утечек рабочей среды из камеры поршневого компрессора. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2022, № 2 (141), c. 101--111. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2022-2-101-111

Литература

[1] Бусаров С.С., Юша В.Л. Экспериментальная оценка индикаторного коэффициента подачи поршневой длинноходовой компрессорной ступени. Компрессорная техника и пневматика, 2020, № 3, с. 39--41.

[2] Юша В.Л., Бусаров С.С., Недовенчаный А.В. и др. Экспериментальное исследование рабочих процессов тихоходных длинноходовых бессмазочных поршневых компрессорных ступеней при высоких отношениях давления нагнетания к давлению всасывания. Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение, 2018, т. 2, № 2, с. 13--18. DOI: https://doi.org/10.25206/2588-0373-2018-2-2-13-18

[3] 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.

[4] Прилуцкий И.К., Прилуцкий А.И. Расчет и проектирование поршневых компрессоров и детандеров на нормализованных базах. СПб., СПбГАХПТ, 1995.

[5] Юша В.Л., Бусаров С.С. Определение показателей политропы схематизированных рабочих процессов воздушных поршневых тихоходных длинноходовых компрессорных ступеней. Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение, 2020, т. 4, № 1, с. 15--22. DOI: https://doi.org/10.25206/2588-0373-2020-4-1-15-22

[6] Новиков И.И., Захаренко В.П., Ландо Б.С. Бессмазочные поршневые уплотнения в компрессорах. Л., Машиностроение, 1981.

[7] Захаренко В.П. Основы теории уплотнений и создание поршневых компрессоров без смазки. Дис. ... д-ра техн. наук. СПб., СПбГУНиПТ, 2001.

[8] Пинчук Л.С. Создание и исследование герметизирующих систем в машиностроении на основе термопластов. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Минск, АН БССР, 1974.

[9] Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М., Наука, 1977.

[10] Демкин Н.Б. Контактирования шероховатых поверхностей. М., Наука, 1970.

[11] Айнбиндер С.Б. О площади контакта между трущимися телами. Изв. АН СССР, ОТН. Механика и машиностроение, 1962, № 6, с. 172--174.

[12] Демкин Н.Б. Исследование площади касания шероховатых поверхностей. М., Изд-во АН СССР, 1959.

[13] Бусаров С.С., Бусаров И.С., Титов Д.С. Экспериментальное определение условных зазоров цилиндропоршневых уплотнений компрессорных агрегатов. Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение, 2019, т. 3, № 1, с. 50--56. DOI: https://doi.org/10.25206/2588-0373-2019-3-1-50-56

[14] Крагельский И.В. Трение и износ. М., Машиностроение, 1968.

[15] Чичинадзе А.В., Браун Э.Д., Буше Н.А. и др. Основы трибологии (трение, износ, смазка). М., Центр "Наука и техника", 1995.