Разработка и исследование поршневых пневмодвигателей и пневмодвигатель-компрессорных агрегатов с самодействующими клапанами

• Автор: Калекин, Владимир Вячеславович
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Список обозначений

1. Анализ состояния вопроса и постановка задач исследований

1.1 Разработка полезных ископаемых с целью обеспечения

безопасности производимых работ

1.2 Самодействующие клапаны в системе воздухораспределения поршневых расширительных машин

1.3 Математические модели рабочих процессов поршневых пневмодвигателей

1.4 Математические модели рабочих процессов поршневых

компрессоров

1.5 Постановка задач исследований

2. Математическое моделирование рабочих процессов поршневых

машин с самодействующими клапанами

2.1 Математические модели рабочих процессов поршневых компрессоров и пневмодвигателей
2.2 Уравнения механических потерь в поршневых компрессорах и
пневмодвигателях
2.3 Описание алгоритма и программы расчета рабочих процессов
2.4 Влияние способа расчета газовой силы, коэффициента расхода на интегральные показатели поршневого пневмодвигателя и пневмодвигатель-компрессорного агрегата
3. Экспериментальные исследования поршневого пневмодвигателя и пневмодвигатель - компрессорного агрегата с
самодействующими клапанами
3.1 Экспериментальный стенд для исследования пневмодвигатель-компрессорного агрегата и поршневого пневмодвигателя с самодействующими клапанами
3.2 Конструкции исследуемых самодействующих клапанов
3.3 Методика измерения интегральных показателей
3.4 Методика измерения быстроменяющихся величин
3.5Экспериментальные исследования газодинамических
характеристик клапанов
3.6 Погрешности измерений
4. Результаты экспериментальных и численных исследований
поршневого пневмодвигателя и пневмодвигатель - компрессорного
агрегата
4.1Теоретический и действительный рабочие процессы
пневмодвигателя с самодействующим впускным клапаном
4.2 Сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований
4.3 Применение безразмерных зависимостей для расчета и проектирования поршневого пневмодвигателя и
пневмодвигатель - компрессорного агрегата
4.4 Инженерная методика расчета поршневого пневмодвигателя и ступени пневмодвигателя пневмодвигатель-компрессорного
агрегата
4.5 Анализ физической сущности диссипации энергии в пневмодвигателях и пневмодвигатель - компрессорных агрегатах
Заключение
Литература
Список обозначений

Приведенные обозначения распространяются на всю диссертационную работу. Некоторые обозначения, которые имеют силу только в пределах одного раздела, описываются в соответствующем разделе.
а - относительное мертвое пространство;
а - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2-К;
Я - коэффициент теплопроводности , Вт/м-К;
С - упругая постоянная клапана (жесткость), Н/м;
Ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/кг-К;
Су - удельная теплоемкость при постоянном объеме, Дж/кг-К;
£) - диаметр, м;
Я - поверхность, м2;
ускорение свободного падения, м/с , к - показатель адиабаты;
К - коэффициент теплопередачи, Вт/м2 -К;
I - длина, м;
Ь, А-работа, Дж;
М- масса, кг;
т - массовый расход газа, кг/с; п - частота вращения, с-1;
Р — давление газа, Н/м2;
р - плотность, кг/м 3 ;
Я - газовая постоянная, Дж/кгК;
5 — ход поршня, м;
Г - температура газа, К;

С учетом того, что с1Ь=Р с1У, изменение полной внутренней энергии в рабочей полости по углу поворота коленчатого вала или за время А примет вид:
/ „ ...
где (IV - изменение объема рассматриваемой полости.
Эта зависимость справедлива для всех рабочих полостей компрессора и пневмодвигателя. В случае неизменного объема рабочей полости (полости всасывания, нагнетания, впуска, выхлопа), второе слагаемое в уравнении (2.3) обращается в ноль.
В программе расчета уравнение (2.3) записывается в конечных разностях для полостей компрессора и пневмодвигателя исходя из расчетных схем
(рис.2.1. - 2.3.).
Объем цилиндра в зависимости от угла поворота коленчатого вала определяется [43, 44, 45]:
где Л ш = гкр /I ш , Гкр - радиус кривошипа, м; 1ш - длина шатуна, м; а - относительный мертвый объем;
Изменение объема цилиндра по углу поворота вала ф находим путем дифференцирования уравнения (2.4):
(2.3)
(2.4)
Текущий ход поршня вычисляется по известной формуле:
(2.6)
Величина внутренней энергии:
и = и0 + ли
Давление газа из уравнения состояния идеального газа:
(2.7)