Повышение эффективности паровых холодильных машин путем применения в них осевых компрессоров

• Автор: Лопатин, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 219 с. : ил

Содержание
Основные условные обозначениям)
Введение
Глава 1. Применение компрессоров динамического
принципа действия в холодильной технике
1.1 Паровые холодильные машины с центробежными компрессорами
1.2 Осевые компрессоры
1.3 Характеристики компрессоров динамического
принципа действия и регулирование их работы
1.4 Повышение эффективности при замене
центробежных компрессоров осевыми
1.5 Работы по исследованию, расчёту и
проектированию осевых компрессоров
Глава 2. Алгоритм расчёта многоступенчатого
осевого компрессора
2.1 Определение термических и калорических
параметров состояния реальных газов
2.2 Идентификация программы по расчёту- * характеристик ОК на базе данных по к^гй^ессйрам
АО ЛМЗ и АО Кировэнергомаш
Глава 3. Влияние термодинамических свойств газа на
кинематику потока и работу ступеней ОК
Глава 4. Возможности унификации осевых компрессоров
4.1 Унификация осевых компрессоров путём снятия или добавления первых или последних ступеней
4.2 Возможность применения в холодильной технике воздушных осевых компрессоров выпускаемых
отечественной промышленностью
Глава 5. Анализ прочности лопаток компрессора при
работе на различных рабочих веществах
Заключение
Список литературы
Приложение А
А. 1 Проектный расчёт осевого компрессора по среднему
радиусу (обратная задача)
А.2 Расчёт характеристик компрессора (прямая задача)
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г

Основные условные обозначения
а - скорость звука в м/с;
в -расход воздуха в кг/с-,
п -частота вращения ротора компрессора в 1 /с;
А -диаметр периферии лопатки компрессора в м;
А* -диаметр втулки лопатки компрессора в м;
Я -средний диаметр лопатки компрессора в м;
р - давление в Па;
т - температура в К; п /
к - универсальная газовая постоянная в ^ Укг^г!
Пн - коэффициент реактивности;
«2 - кинематический коэффициент реактивности;
К - теоретическая работа в '^Ж/^г
К - удельная работа трения в '^'Ж//^г
і, - удельная работа в ^Ж/^г '■>
р -массовая плотность в кг / м3;
Р -угол потока между направлением относительной скорости и осью вращения в град.;
Р., -входной угол профиля рабочего колеса в град.;
Р* -оптимальный угол потока между направлением относительной скорости и осью вращения в град.;
а -угол потока между направлением абсолютной скорости и осью врашения в град.;
ал -входной угол профиля направляющего аппарата в град.;
* а -оптимальный угол потока между направлением абсолютной скорости и осью врашения в град.;
с -абсолютная скорость потока в м/с;
с и -окружная составляющая абсолютной скорости потока в м/с-,
с г -осевая составляющая абсолютной скорости потока в м/с;
и -окружная скорость потока в м/с;
-окружная составляющая относительной скорости потока в м/с;
-относительная скорость потока в м/с;
- площадь проходного сечения в м;
р 2 - площадь проходного сечения в проекции на осевое направление в м;
К - условный коэффициент изоэнтропы;
- условное число политропы;
®иу - условное число изоэнтропы;
ъ/ п Р* - густота решётки в ступени компрессора;
- угол установки профиля в в град.;
с мах -максимальная относительная толщина профиля;
1 -высота лопатки в м;
X/ -относительное положение максимальной стрелы прогиба средней линии профиля;
Ъ -хорда профиля в м;
-относительное положение максимальной толщины симметричного профиля;
а/ /ъ -отношение «горлового» сечения решетки к хорде;
Ф - безразмерная абсолютная скорость;
Фг - коэффициент расхода;
Фи - безразмерная окружная составляющая абсолютной скорости;
Ф« - коэффициент теоретической работы;
X - коэффициент мощности;
1 + Ряв + ?>тр. - коэффициент, определяющий потери на протечки и
трении венцах компрессора;
N - мощность трения ротора осевой ступени в Вт;
2 -число лопаток в венце;
$ -относительная величина радиального зазора в венце в

£ - коэффициент потерь;
к. - коэффициент, учитывающий влияние угла атаки на
угол отставания;
к - коэффициент, учитывающий влияние коэффициента
расхода на угол отставания; г - коэффициент, учитывающий влияние радиальных
зазоров и вторичных течений при определении потерь в

случае, если уменьшить ср. до 0,325 (при этом Мы = 0,8), теоретическая работа ступени уменьшится в 1,54 раза. Треугольник скоростей ступени углекислотного компрессора приведен на рис. 1.5.16.
Таким образом, при проектировании ступени углекислотного компрессора выгодно, с точки зрения работы ступени при неизменной окружной скорости, идти на уменьшение коэффициента фг. Если это по каким-либо причинам нежелательно, необходимо снижать окружную скорость. Однако и в том, и в другом случае отношение давлений ступени углекислотного компрессора будет существенно меньше, чем отношение давлений ступени азотного компрессора.
Газодинамические константы гелия резко отличны от газодинамических констант азота и воздуха. Для гелия к = 1,67 и Я = 2079 Дж/кг-К. Скорость звука в гелии при температуре
Д =310 К равна 940м/сек. Работа, которую необходимо затратить на

сжатие 1 кг гелия в компрессоре при одной и той же величине х-тг к и прочих равных условиях, примерно в 5 раз больше той работы, которую необходимо затратить на сжатие 1 кг азота. Поэтому проектирование осевого компрессора гелиевой установки с работой ступеней, обычной для воздушных компрессоров, приведет к почти пятикратному увеличению числа ступеней.
Рис. 1.5.2 Треугольники скоростей элементарной ступени осевого компрессора, а - возможный треугольник скоростей гелиевого компрессора, б - предлагаемый треугольник скоростей гелиевого компрессора.