Разработка и исследование электрогазодинамического (ЭГД) компрессора при пульсирующем напряжении для холодильной техники и систем кондиционирования

• Автор: Овчинников, Сергей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Основные принятые обозначения

1. Физика процессов и анализ состоянии работ но исследованию

и разработке ЭГД-компрессора

1.1. Принцип работы и физика процессов в ЭГД-компрессоре

1.2. Состояние вопроса по разработке и исследованию ЭГД -нагнетателей и ЭГД - компрессоров
1.3. Основные источники потерь энергии в ЭГД - компрессоре при постоянном напряжении

1.4. Особенности работы ступени ЭГД - компрессора при пульсирующем напряжении

1.5. Состояние вопроса и анализ работ по созданию ЭГД-преобра-зователей энергии при переменном и пульсирующем напряжении

Выводы и задачи исследования

2. Теоретические исследования и анализ процессов в ступени ЭГД-компрессора при пульсирующем напряжении

2.1. Основные задачи теоретического исследования

2.2. Выбор конструктивной схемы ступени ЭГД-компрессора
2.3. Выбор рабочего тела
2.4. Физическая модель процессов в ступени ЭГД-компрессора при пульсирующем напряжении
2.5. Математическая модель процессов в ступени ЭГД-компрессора при пульсирующем напряжении
2.5.1. Основные допущения
2.5.2. Определение значений конвективного тока и тока смещения в зоне ионизации и образования объемного заряда при пульсирующем напряжении
2.5.3. Электрические поля и процессы в зоне ЭГД-преобразования при пульсирующем напряжении
2.5.3.1. Уравнение граничной поверхности области (волны) объемного заряда
2.5.3.2. Уравнение неразрывности конвективного тока
2.5.3.3. Поле объемного заряда при пульсирующем напряжении
2.5.3.3.1. Напряженность поля от объемного заряда
2.5.3.3.2. Напряженность поля от объемного заряда на втором временном этапе
2.5.3.3.3. Осевые составляющие напряженности электрического поля от объемного заряда
2.5.3.3.4. Осевая составляющие напряженности электрического поля от объемного заряда на первом временном этапе

2.5.3.3.5. Осевая составляющая напряженности электрического поля от
объемного заряда иа втором временном этапе
2.5.4. Уравнение движения
2.5.5. Уравнение энергии
2.5.6. Уравнение профиля канала
2.5.7. Определение образующегося перепада давления и температур в зоне ЭГД-преобразования и диффузоре ступени ЭГД-компрессора
2.5.8. Уравнение состояния рабочего тела
2.5.9. Уравнение расхода рабочего тела
2.5.10. Математическая модель процессов в ступенях ЭГД-компрессора
при пульсирующем напряжении
2.6. Результаты расчета и анализа нестационарных процессов в ступени ЭГД-компрессора при пульсирующем напряжении
2.7. Методика расчета и анализ потерь в ступени ЭГД-компрессора при пульсирующем напряжении
3. Экспериментальное исследование ступеней ЭГД - компрессора при пульсирующем напряжении
3.1. Задачи экспериментального исследования
3.2. Экспериментальный образец для исследования ступеней ЭГД-компрессора
3.3. Экспериментальный стенд для исследования ступеней ЭГД-компрессора
3.4. Методика экспериментального исследования
3.5. Результаты экспериментальных исследований ступеней ЭГД-компрессора
3.6. Сопоставление результатов теоретического исследования ступеней с экспериментом
4. Разработка многоступенчатого экспериментального образна и экспериментального стенда, результаты экспериментального исследования многоступенчатого ЭГД - компрессора
4.1. Предварительные исследования пяти ступенчатого ЭГД-компрессора и разработка экспериментального стенда
4.2. Разработка многоступенчатого ЭГД-компрессора
4.3. Результаты экспериментального исследования многоступенчатого 143 компрессора
4.4. Сопоставление результатов экспериментального исследования с расчетом многоступенчатого образца ЭГД-компрессора
5. Рекомендации по проектированию, конструированию и 148 применению ЭГД-компрессора
5.1. Рекомендации по проектированию и конструированию компрессора
5.2. Рекомендации по применению ЭГД-компрессора
Заключение и выводы
Список использованной литературы
ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
? - время, с;
/о - время горения короны, с;
Го-период, с;
/ - частота пульсирующего напряжения, Гп;
а - угловая частота пульсирующего напряжения, рад/с; п - число частиц в м3; т — масса, кт; р- плотность среды, кг/м ; р - коэффициент динамической вязкости, Пас;
т - массовый расход потока, кг/с;
Я - газовая постоянная, Дж/(моль-К);
а - скорость звука, м/с; г - коэффициент сжимаемости;
коэффициент гидравлических потерь;
Г - температура, К;
р- давление, Па;
9 - удельный объем, м3;
Ар - перепад давлений, Па;
II - напор, мм. вод. ст.; г - удельная энтальпия, Дж/кг;
/ - удельная работа, Дж/кг;
И- мощность, Вт;
7/ - коэффициент полезного действия (КПД);
Г- сила, II;
/- плотность силы, Н/м ;
- плотность силы электрического поля, Н/м2;
/м, - плотность силы вязкостного взаимодействия, Н/м2;
Индексы: х - осевая составляющая; г - радиальная составляющая; р - составляющая от объемного заряда;
(р - составляющая от приложенного напряжения,
х, у, : - координаты, м;
Г - площадь сечения, м2;
К-объем, м3;
е - электрический заряд электрона, Кл;
Гя - поверхность; область, ограниченная объемным зарядом;
с0 - электрическая постоянная, Ф/м; с - электрическая проницаемость, Ф/м; сг- электропроводность, Ом'1;
Ъ - коэффициент подвижности зарядов, м2/(Вт-с);
(2- электрический заряд, Кл; сI - плотность электрического заряда, Кл/м ;
- конвективный ток, А;
]ч - плотность конвективного тока, А/м2; у'с - плотность тока смещения, А/м2;
И— напряжение, В;
И - напряжение зажигания короны, В;
Е - напряженность электрического поля, В/м; Е -напряженность зажигания короны, В/м;
ср- электрический потенциал, В;
ДБ - толщина зоны ионизации, м;
Ф - поток напряженности электрического поля, В/м2;
IV-скорость потока, м/с;
Игд - скорость дрейфа заряженных частиц, м/с;
IVч - скорость перемещения зарядов в потоке, м/с;
6- длина волны объемного заряда, м.
Геометрические характеристики ступени:
го - радиус эмиттера, м;
Аго - толщина стенкн эмиттера, м;
АД-радиус рабочего канала, м;
<4-диаметр отверстия коллектора, м;
Ь - длина конуса коллектора, м.
! /у. - радиус деионизатора, м;