Тепловые, газодинамические и механические процессы в ступенях поршневых машин

• Автор: Колеснев, Дмитрий Петрович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 310 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Анализ объекта исследования и состояния проблемы

1.1 Математическое моделирование процессов, происходящих в рабочих камерах поршневых машин объемного действия

1.2 Математическая модель метода конечных элементов

1.3 Математическая модель метода конечных объемов

Глава 2. Исследование процессов пульсации давления в трубопроводной обвязке поршневого компрессора с применением метода конечных объемов
2.1. Механизм и причины образования пульсации давления в обвязках поршневых компрессоров

2.2. Методы оценки интенсивности колебаний и эффективности гашения

2.3. Гашение буферными емкостями
2.4. Гашение акустическими фильтрами
2.5. Методы расчета камерных гасителей
2.6. Определение акустической возмущающей гармоники в ТПО компрессора при различном числе рабочих полостей компрессора
2.7 Разработка акустических фильтров с использованием математической модели метода конечных объемов
2.8 Сравнение результатов применения данной методики с существующими
результатами эксперимента
Глава 3. Визуализация газодинамических процессов в ступени поршневого детандера
3.1 Постановка задачи и основные допущения при использовании метода конечных
объемов
3.2 Определение значений коэффициентов теплоотдачи по поверхностям полостей поршневого детандера
3.3 Исследование течения газа через выхлопные окна в процессе выхлопа.
Задача оптимизации сечения выхлопных окон
Глава 4. Исследование тепловых процессов в поршневых компрессорах
4.1 Постановка задачи и допущения, используемые при решении методом конечных элементов
4.2 Визуализация распределения тепловых полей по корпусу компрессорной
машины
Заключения по работе
Список используемых источников
Приложение А. Результаты модального анализа
Приложение Б. Распределение давления в расчетных точках модели и

спектральные диаграммы
Приложение В. Распределение коэффициента теплоотдачи в расчетных
точках модели поршневого детандера
Приложение Г. Распределение температур, коэффициента теплоотдачи,
скоростей в ступени поршневого компрессора
Приложение Д. Акты внедрения
СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И АББРЕВИАТУР*
а - относительный мёртвый объём, сп - скорость поршня, м/с Ф - эквивалентная площадь, м2 Д с/-диаметр, м;
Ф- площадь, м2 к - показатель адиабаты
N - количество (шт.); (а также IV) мощность, кВт N11 - критерий Нуссельта Р - давление, Па; сила, Н Q - количество теплоты, Дж q - удельное количество теплоты, Дж/кг Я, г - газовая постоянная, Дж/(кгК);
Т- температура, К I — время, с V— объём, м3 X- перемещение, м;
X - характерный размер длины, м Z— количество отверстий в седле клапана а - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2К £ - степень повышения давления г} - коэффициент полезного действия А - коэффициент теплоотдачи
* остальные условные обозначения приведены по тексту

Задание ограничений
Неудобство стандартных моделей турбулентности с двумя уравнениями -чрезмерное генерирование энергии турбулентности около критических точек. Чтобы избежать повышения турбулентной кинетической энергии в застойных областях, как правило используют ограничители в уравнениях турбулентности. Согласно формулировке Ментера [75] записано следующее условие:
Коэффициент Сцщ называют Коэффициентом Зажима и значение которого равно 10 для основанных моделей. Этот ограничитель не затрагивает рабочих характеристик сдвигаемых слоев модели, но и логично уничтожает разрастание застойных зон при аэродинамическом моделировании.
Используя стандартное Воизятезц-приближение для тензора напряжения Рейнольдса, условие может быть выражено для несжимаемого течения следующим выражением:
где 8 обозначает величину скорости напряжения и 8у тензора скорости напряжения.
Рк=тт(Рк,С^рє).