Разработка методов газодинамического, динамического и прочностного расчетов, моделирование работы и оптимизация самодействующих клапанов поршневых компрессоров

• Автор: Пирумов, Игорь Богданович
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 379 c. : ил

Список обозначений
Г. КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОСНОВНЫХ РАБОТ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО РАЗ-ЛИЧНЫМ АСПЕКТАМ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Расчет потерь давления и диаграмм движения замыкающих органов
1.2. Исследования прочности и надежности клапанов
1.3. Цели и задачи исследований
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ПЛАСТИН КЛАПАНОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О РАБОЧЕЙ СРЕДЕ КАК
О НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ
2.1. Постановка задачи
2.2. Вывод уравнения движения и приведение его к безразмерному виду
2.3. Методика расчетной оценки скорости посадки пластины на седло
3. УПРОЩЕННАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ СТУПЕНИ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА РАБОТУ КЛАПАНОВ
3.1. Качественный анализ условий работы клапанов в составе ступени компрессора
3.2. Модель процессов в цилиндре. Влияние тепло- и массообмена
3.3. Оценка влияния нестационарных явлений при
течении газа через каналы клапана
ЗЛ. Оценка влияния конечных объемов камер
всасывания и нагнетания
3.5. Оценка влияния демпфирующих сил на динамику
движения пластин клапанов

3.6. Влияние на работу всасывающего клапна течения
газа во всасывающей и в рабочей камерах ступени
3.6.1. Постановка задачи
3.6.2. Начальные и граничные условия. Метод решения задачи
3.7. Влияние свойств реального газа(коэффициента сжимаемости на работу клапана)
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ПЛАСТИН КЛАПАНОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
4.Г. Использование метода координатных функций для исследования динамики движения пластины прямоточного и полосового клапанов как систем с распределенными параметрами
4.2. Исследование динамики полосового клапана с ограничителем треугольной формы
4.3. Определение собственных частот клапанных пластин матричными методами
4.3.1. Расчет двух первых собственных частот с помощью метода матриц переноса
4.3.2. Пример расчета
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ПЛАСТИН КЛАПАНОВ
5.Г. Расчет замыкающих органов клапанов на статическую прочность методами сопротивления материалов и теории упругости
5.2. Расчет замыкающих органов клапанов высокого давления методом конечных элементов
5.3. Решение задачи изгиба пластины прямоточного
клапана
5.4. Оценка контактных напряжений смятия по Герцу
5.5. Решение задачи о падении балки на опоры по Тимошенко

б. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛАПАНОВ ПОРШНЕВЫХ
КОМПРЕССОРОВ
6.1. Методика экспериментальных исследований
6.1.1. Методика определения коэффициентов давления . .■ гзз
6.1.2. Методика определения коэффициента демпфирования 2AQ
6.1.3. Запись диаграмм движения пластин клапанов
6.1.4. Методика индицирования полостей компрессора
6.1.5. Отметка мертвой точки и определение частоты вращения вала
6.1.6. Измерение температур газа
6.1.7. Тензометрирование пластины прямоточного клапана
6.1.8. Оценки погрешностей эксперимента
6.1.8.1. Среднеквадратичная относительная погрешность нахождения массового расхода
6.1.8.2. Погрешность коэффициента расхода клапана
6.1.8.3. Погрешность определения коэффициента давления
6.1.8.4. Погрешность определения мощности компрессора
6.1.8.5. Оценка погрешности при определении индикаторной работы ступени из-за ошибки при отметке мертвой ТОЧКИ
6.2. Результаты экспериментальных исследований и их
анализ
6.2.1. Продувка полосовых и прямоточных клапанов
6.2.2. Опытное определение коэффициента демпфирования
6.2.3. Определение собственных частот и форм колебаний пластин прямоточных клапанов
6.2.4. Определение ударного импульса при ударе клапанной пластины о седло
6.2.5. Определение допустимых скоростей посадки пластин на седло

(2.22)
У4Ьо (Іітох +Ио)
и)%
(2.23)
где Ио - предварительный натяг.
Как видно из сопоставления (2.21) и (2.22), отношение 0.^10.г равно относительному предварительному натягу. Уравнение (2.21) переходит в (2.20), если в (2.22) и в (2.23) положить Ьо= 0.
Уравнения (2.20) и (2.21) являются нелинейными уравнениями второго порядка, для которых общие решения отсутствуют.(уравнение (2.20) относится к уравнениям типа
и его можно было бы проинтегрировать в квадратурах, если бы выполнялось условие [ 58 ]
Однако условие (2.25) в рассматриваемом случае не выполняется).
Таким образом, интегрирование (2.20) и (2,21) следует проводить используя методы численного анализа.
2.3. Методика расчетной оценки скорости
Интегрирование уравнения (2.21) проводилось на ЭВМ методом Рунге-Кутта по трехточечной схеме с автоматическим выбором шага интегрирования. Получаемые при решении значения безразмерного пе-
(2.24)
2Іг'Іг =4££ +3(|н)2
(2.25)
посадки пластины на седло