Оценка эффективности работы винтового компрессора с новым профилем зуба

• Автор: Докукин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ
1.1. Обзор существующих типов винтовых компрессоров
1.2. Перспективы применения винтовых компрессоров в холодильной техники и тепловых насосах
1.2.1 Основные направления развития винтовых компрессоров
1.2.2 Особенности построения рабочих органов винтовых маслозаполненных компрессоров
1.2.3 Влияние впрыска хладагента или масла на объемные и энергетические характеристики винтовых компрессоров
1.2.4 Исследования протечек в рабочем процессе винтовых компрессоров
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ И СИЛОВЫХ ФАКТОРОВ В ВИНТОВЫХ МАСЛОЗАПОЛНЕННЫХ КОМПРЕССОРАХ
2.1 Классификация щелей, образуемых в рабочем пространстве винтового маслозаполненного компрессора
2.2 Оценка влияния различных типов щелей на коэффициент подачи винтового маслозаполиеиного компрессора
2.3 Исходная система основных уравнений, учитывающая взаимное движение поверхностей щели
2.4 Математическое моделирование протечек сжимаемой среды через зазоры
в рабочей части маслозаполненного винтового компрессора
2.5 Вывод упрощенных дифференциальных уравнений для течения в узких зазорах между винтами ВКМ

2.6 Методика расчета протечек в рабочей части маслозаполненного винтового компрессора
2.7 Методика расчета моментов осевых сил, действующих на роторы винтового компрессора
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ ВИНТОВЫХ МАСЛОЗАПОЛНЕННЫХ КОМПРЕССОРОВ
3.1 Стенды для экспериментальных исследований
3.2 Экспериментальные исследования винтовых маслозаполненных компрессоров
3.3 Обработка экспериментальных данных
3.4 Анализ экспериментальных данных
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
р - давление;
Т - абсолютная температура;
температура в °С, время;
V- удельный объем; р - плотность;
Дг, АТ - разность температур;
Ар - перепад давлений;
/- энтальпия;
и - внутренняя энергия;
и - удельная внутренняя энергия;
Я - газовая постоянная;
Ср, Су - изобарная и изохорная теплоемкость;
к - показатель адиабаты;
<2~ количество теплоты;
Ь - работа;
О - масса рабочего вещества;
0о - холодопроизводительность;
N - мощность;
в - холодильный коэффициент; со - угловая скорость; п - частота вращения; ф, - угол поворота ведущего винта;
(I - коэффициент расхода;

На данный момент хорошо исследованы симметричные циклоидальные профили, полученные с помощью кривых типа эпициклоид и гипоциклоид, окружные, эллиптические и целое семейство различного вида асимметричных профилей. Асимметричные профили обычно составляют из нескольких участков уже известных профилей, из отдельных дуговых сегментов, кривых, построенных по эвольвенте или по расчетным формулам. Многие вопросы по совершенствованию профилей винтов решаются путем нахождения оптимального варианта среди целого ряда профилей одного вида или комбинируя их из различных типов, используя наиболее рационально их положительные свойства в рабочем диапазоне работы компрессора.
Существуют сравнительные оценки различных типов профилей зубьев роторов [53], рекомендации по улучшению их геометрических параметров [90]. Однако если проанализировать соответствующие графики зависимостей основных геометрических характеристик винтовой части роторов с различными профилями и при различных отношениях ширины зуба к его высоте [53, 90], то окажется, что во многих случаях, в процентном соотношении, выгода от использования какого-то одного профиля по сравнению с другим может оказаться незначительной. В настоящее время сложилось мнение о том, что возможности симметричного профиля для улучшения КПД компрессора ограничены и для этих целей лучше применять асимметричный, в дальнейшем совершенствуя его форму, изменяя геометрическую конфигурацию щелей, длину линии контакта зубьев, площадь треугольной щели и защемленный объем. Тогда выбор оптимального профиля производится из набора созданных таким образом профилей путем сравнения КПД, получаемых после термодинамического расчета компрессора. При таком подходе не учитывается тот факт, что компрессор часто работает в довольно широком диапазоне режимов работы, и поэтому лучший профиль, выбранный таким способом, может оказаться уже не самым оптимальным. На подобии того, как циклоидальные профили точечного зацепления обеспечивают полную осевую герметичность, но