Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Петухов Владислав Владимирович

Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов
<
Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Петухов Владислав Владимирович. Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов : дис. ... канд. техн. наук : 05.04.03 СПб., 2007 133 с. РГБ ОД, 61:07-5/1951

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ХОЛОДИЛЬНЫХ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ 9

1.1. Основные тенденции развития холодильных винтовых компрессоров 9

1.2. Обзор работ по исследованию профилей роторов и методам расчета рабочих процессов винтовых компрессоров 11

Глава 2. РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ХОЛОДИЛЬНОГО ВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА 19

2.1. Особенности рабочего процесса холодильного винтового компрессора 19

2.2. Изменение параметров состояния пара хладагента в элементарном рабочем процессе сжатия в маслозаполненном холодильном винтовом компрессоре 20

2.3. Определение коэффициента подачи холодильного маслозаполненного винтового компрессора 28

2.4. Расчет процессов сжатия и нагнетания холодильного маслозаполненного винтового компрессора 31

2.5. Определение протечек через щели маслозаполненного винтового компрессора 35

2.6. Расчет термодинамических и теплофизических

свойств сжимаемой среды 36

Глава 3. ГЕОМЕТРИЧЕКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОФИЛЕЙ РОТОРОВ ВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА 38

3.1. Влияние геометрических параметров профилей роторов на работу холодильного винтового компрессора 38

3.2. Совершенствование геометрических характеристик теоретического профиля винтового компрессора 41

3.3. Определение геометрических параметров щелей винтового компрессора 67

3.3.1. Зависимость длин линий контактов между рабочими

органами винтового компрессора от угла поворота

ведущего винта 62

3.3.2. Определение зазоров между рабочими органами винтового компрессора 66

3.3.3. Изменение зазоров между рабочими органами винтового компрессора 82

3.3.4. Определение глубины щелей по линиям контакта винтов 87

3.4. Влияние соотношения числа зубьев винтов на геометрические

характеристики профилей винтов 97

Глава 4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ 105

4.1. Объёмные и энергетические характеристики холодильных винтовых компрессоров 105

4.2. Объёмные и энергетические потери в холодильном масло-заполненном винтовом компрессоре 114

4.3. Повышение эффективности работы холодильного масло-заполненного винтового компрессора 117

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126

ПРИЛОЖЕНИЕ 132

Введение к работе

Актуальность проблемы. Широкое применение искусственного холода во многих отраслях промышленности требует значительных затрат энергии на его производство.

Энергетическая эффективность холодильных машин в значительной степени зависит от эффективности работы компрессоров.

В настоящее время в холодильной технике широкое распространение получили маслозаполненные винтовые компрессоры (ВКМ), имеющие высокие энергетические показатели и обладающие рядом эксплуатационных преимуществ перед другими типами компрессоров.

Отсутствие в ВКМ клапанов и деталей, подверженных интенсивному износу, предопределяет их высокую надежность и долговечность по сравнению с поршневыми компрессорами. Средняя наработка на отказ у ВКМ доходит до 20000 часов, что на порядок выше, чем у поршневых компрессоров, при этом ресурс ВКМ до капитального ремонта составляет 50000 часов [88, 93]. Высокие скорости вращения роторов обеспечивают получение лучших массогабаритных показателей. Вследствие полной уравновешенности роторов отсутствует необходимость в тяжелых фундаментах. Кроме того, ВКМ обеспечивают равномерность подачи пара и стабильность рабочих характеристик в процессе длительной эксплуатации [4, 5,26, 71, 84].

Преимущества холодильных ВКМ по сравнению с центробежными компрессорами проявляются в отсутствии помпажа, в незначительном изменении производительности и КПД машины в широком диапазоне изменения режима работы, в возможности сжатия холодильных агентов с различной молекулярной массой без изменения конструкции компрессора [4, 5, 26, 72, 84].

Характерной особенностью рабочего процесса винтового компрессора является внутренний массообмен между сопряженными парными полостями, который существенно влияет на объемные и энергетические показатели его работы. Величина массообмена, кроме режима работы компрессора, зависит от величины зазоров между профильными поверхностями винтов и их сопротивления протечкам пара рабочего вещества, а также длины линий контактов между винтами и величины треугольной щели. Эти параметры в значительной степени зависят от типа профиля зубьев и числа заходов ведущего и ведомого винтов. В нашей стране разработаны типоразмерные ряды винтов с асимметричными и эллиптическими зубьями с числом заходов на ведущем винте - 4 и ведомом - 6. В последние годы многие зарубежные фирмы выпускают винтовые компрессоры с соотношением числа зубьев на ведущем и ведомом винтах 4/5; 5/6; 5/7; 6/8, причем кромки зубьев состоят из множества участков. Они обладают более высокими энергетическими показателями по сравнению с разработанными ранее профилями [57... 68, 69, 89, 94]. Успехи в разработке новых типов профилей позволили значительно расширить область применения холодильных винтовых компрессоров. При разработке холодильных винтовых компрессоров большое внимание уделяется изысканию более эффективных профилей винтов. В настоящее время в холодильных винтовых компрессорах используют профили, которые наиболее эффективны в конкретных условиях эксплуатации.

В литературных источниках приведен анализ винтовых компрессоров, участки профилей которых описываются аналитически заданными кривыми и отсутствуют исследования профилей винтов в случае их задания в виде множества координат точек.

Методы расчета рабочих процессов недостаточно полно учитывают специфику работы холодильных винтовых компрессоров с подачей масла в рабочие полости.

Отсутствуют также экспериментальные исследования винтовых маслозаполненных компрессоров с современным профилем роторов и различным числом заходов ведущего и ведомого винтов, о которых приводится полная информация о геометрии профильной части винтов. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния геометрических параметров профиля и числа заходов винтов на основе анализа характера протекания рабочих процессов маслозаполненных винтовых компрессоров позволит определить пути повышения эффективности их работы

Цель работы. Разработка путей повышения эффективности работы винтовых компрессоров в составе паровой холодильной машины на основе совершенствования профилей роторов.

Основными задачами исследования являются: развитие методов расчета рабочих процессов холодильных ВКМ; разработка методов расчета характеристик холодильных ВКМ, учитывающих влияние на них выполнения профильной части роторов; разработка нового профиля зубьев винтов, повышающего эффективность работы холодильного ВКМ, и определение его оптимальных геометрических параметров; экспериментальное исследование маслозаполненных винтовых компрессоров с целью проверки методов расчета их характеристик; анализ влияния геометрических факторов на эффективность работы холодильных ВКМ.

Основные положения, научная новизна которых защищается: методы расчета объемных и энергетических показателей холодильных винтовых компрессоров, учитывающих особенности их работы; методы определения основных геометрических параметров профилей роторов в случае их задания в виде множества координат точек; разработка нового профиля винтов холодильных винтовых компрессоров и рекомендаций по выбору его геометрических параметров.

Практическая ценность работы. Разработанные методы расчета холодильных ВКМ позволяют определить объемные и энергетические показатели работы компрессоров с различными типами профилей, что значительно сокращает время и затраты на стадии проектирования.

Новый профиль винтов позволяет повысить эффективность холодильных винтовых компрессоров.

Основные результаты работы могут быть использованы и при расчете и конструировании компрессорных машин для сжатия криогенных газов.

Апробация работы. Материалы исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на II Международной научно-технической конференции, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке». (Санкт-Петербург, 2003). Материалы диссертации неоднократно докладывались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, докторантов и аспирантов Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий.

Внедрение результатов работы. При расчете и проектировании винтовых компрессоров для сжатия воздуха и хладагентов в ФГУП «Конструкторское бюро «АРСЕНАЛ» им. М.В. Фрунзе» использованы разработанные в диссертационной работе рекомендации по выбору оптимальных соотношений числа заходов ведущего и ведомого винтов компрессоров; рекомендации по выбору основных параметров профилей винтов; методы расчета величин номинальных зазоров между профилями винтов.

Использование рекомендаций и расчетных методик позволило сократить время и затраты при проектировании винтовых компрессоров и повысить энергетическую эффективность их работы.

Материалы диссертационной работы используются в курсовом и дипломном проектировании и при чтении курса лекций "Холодильные машины".

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах [42...47,55].

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 133 страницы, 1 таблицу, 44 рисунка. Список использованной литературы включает 96 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

Основные тенденции развития холодильных винтовых компрессоров

За последние годы применение холодильных винтовых компрессоров значительно расширилось как у нас в стране, так и за рубежом.

Значительно увеличили выпуск и расширили номенклатуру производства холодильных винтовых компрессоров фирмы "York" (США), [62], "Sabroe" (Дания) [67], "Bitzer" (Германия), [57], "SRM АВ" (Швеция) [68], "Dunham-Bush" (США) [58], "Man/GHH" (Германия) [65], "Kuhlautomat" (Германия) [64], "Mayekawa" (Япония) [66] и другие. Значительно расширился выпуск холодильных винтовых компрессоров в сторону малых производительностей [30]. Вырос выпуск бессальниковых и герметичных холодильных ВК, агрегатов и холодильных машин на их базе фирмами "Bitzer", "Hitachi", "Dunham-Bush" и другими.

В настоящее время в мире выпускаются двухроторные маслозаполненные холодильные винтовые компрессоры с внешним диаметром роторов Д=80... 510 мм, отношением профильной части роторов диаметру ведущего винта 0,9... 1,8, геометрической степенью сжатия 2,6... 5,0 для работы в высоко-, средне-, низкотемпературном и бустерном режимах.

Всеми фирмами большое внимание уделяется разработкам новых профилей винтов и совершенствованию технологии их изготовления.

Винтовые холодильные компрессоры выпускаются в основном с асимметричным профилем.

Предприятия в нашей стране выпускают винтовые компрессоры с асимметричным профилем, разработанным СКБК г. Казань [33]. Винты с этим профилем выпускаются с четырьмя зубьями на ведущем роторе и с шестью на ведомом.

Использование ЭВМ на этапах исследования позволило осуществить большой объем математических исследований винтовых компрессоров. Эти исследования привели к значительному совершенствованию профилей винтов.

В 70-е годы фирма "Kaizer" (Германия) впервые разработала и приступила к производству маслозаполненных винтовых компрессоров с разновеликими роторами и асимметричным профилем зубьев "Сигма" при соотношении их количества 5/6. Применение этого профиля повышает энергетическую эффективность компрессоров на 15... 20% по сравнению с аналогичными компрессорами с асимметричными профилями зубьев фирмы "SRM" [30].

Фирма "Bitzer" (Германия) в бессальниковых холодильных ВКМ малой производительности изготавливает ведущий и ведомый роторы разных диаметров с соотношением числа зубьев 5/6 и профилем собственной разработки [89].

Фирма "Kobe Steel" (Япония) в конце 70-х годов разработала 3-профиль для ВКМ [40, 95]. Результаты испытаний ВКМ показали, что коэффициент подачи и эффективный КПД увеличились соответственно на 5... 10% и 10... 20%.

В дальнейшем всеми ведущими компрессоростроительными фирмами Европы, США и Японии, были разработаны, запатентованы и внедрены в производство новые, более эффективные асимметричные профили зубьев.

В настоящее время в винтовых компрессорах применяют профили винтов и соотношения числа зубьев ведущего и ведомого винтов наиболее эффективные в конкретных условиях эксплуатации.

Фирма "Hitachi" (Япония) к концу 80-х годов провела широкие исследования маслозаполненных ВК малой производительности [92]. Исследовались компрессоры с соотношением зубьев 4/5; 4/6; 5/6; 6/7; 6/8; и 7/8. На основании моделирования на ЭВМ и экспериментальных проверок разработан новый профиль роторов с соотношением числа зубьев 5/6. КПД компрессора с такими винтами повысился на 8... 10%о.

В нашей стране работы по разработке новых профилей винтов с различным числом зубьев ведутся в НИИтурбокомпрессор [12,79]. Лучшие энергетические характеристики получены у ВКМ с соотношением числа зубьев 5/6. Применение винтов с числом зубьев 5/7 позволяет при высоких КПД получить примерно одинаковые внешние диаметры роторов. Это позволяет использовать подшипники одного типоразмера.

Особенности рабочего процесса холодильного винтового компрессора

По принципу действия винтовой компрессор является компрессором объемного типа, в котором сжатие происходит вследствие сокращения объема рабочей полости.

Рабочей полостью винтового компрессора является парная полость (ПП), образованная впадинами ведущего и ведомого винтов.

Идеальный процесс сжатия в винтовом компрессоре происходит по изоэнтропе и при постоянном количестве рабочего вещества в парной полости.

Если в момент соединения полости с окном нагнетания давление внутреннего сжатия (ра) меньше давления в нагнетательном патрубке, то происходит внешнее досжатие пара до давления нагнетания (рн). Если давление внутреннего сжатия больше давления нагнетания, то происходит расширение рабочего вещества до давления нагнетания. Выравнивание давлений внутреннего сжатия и нагнетания происхоит, в идеальном случае, по изохоре, что приводит к дополнительному расходу мощности компрессора.

Действительный процесс сжатия существенно отличается от идеального.

Характерными режимами работы холодильного винтового компрессора являются режимы при совпадении ра и рн или режимы с ра рн, т.е. режимы с "недожатием".

Процесс вытеснения пара хладагента в камеру нагнетания сопровождается возрастанием давления в рабочей полости из-за сопротивления окна нагнетания, что приводит к возрастанию работы компрессора.

Наличие зазоров между рабочими органами компрессора приводит к массообмену и обмену энергией между сопряженными парными полостями. Это является причиной потери потенциальной энергии давления в процессе сжатия, подогрева рабочего вещества в процессе всасывания и уменьшения объема вновь всасываемого пара.

Таким образом, характерной особенностью действительного рабочего процесса холодильного винтового компрессора является наличие внутреннего массообмена, который существенно влияют на его объемные и энергетические коэффициенты, и приводит к необходимости применять для расчета рабочего процесса аппарат термодинамики тела переменной массы.

Так как винтовой компрессор в составе паровой холодильной машины работает с холодильными агентами близкими к состоянию насыщенного пара для расчета рабочего процесса необходимо использовать уравнения для реального газа.

2.2. Изменение параметров состояния пара хладагента в элементарном рабочем процессе сжатия в маслозаполненном холодильном винтовом компрессоре

Рассмотрим действительный элементарный рабочий процесс, происходящий в парной полости холодильного ВКМ в течение малого отрезка времени. Масло впрыскивается в парные полости винтового компрессора для уплотнения зазоров между винтами и зазоров между винтами и корпусом, для смазывания поверхностей винтов, для отвода теплоты от сжимаемого рабочего вещества и для снижения уровня шума.

В процессе сжатия происходит интенсивный тепло- и массообмен между холодильным агентом и маслом.

Сжатие смеси масла с холодильным агентом является сложным процессом и его расчет возможен лишь в случае принятия допущений о его характере и структуре. Подача масла в парную полость осуществляется в процессе сжатия через ряд отверстий небольшого диаметра. Впрыснутое масло дробится зубьями роторов на мелкие капли, которые распределяются в сжимаемом объеме.

Экспериментальное определение размера и концентрации капель в полости сжатия винтового компрессора представляет собой очень сложную задачу.

При интенсивном процессе дробления и перемешивания капель масла со сжимаемым хладагентом обмен количеством движения, массой и теплотой между фазами протекает настолько быстро, что можно сделать допущение о наличии равновесия между ними.

Тепловое равновесие между маслом и хладагентом на нагнетании было подтверждено экспериментально при исследовании холодильного ВКМ на кафедре холодильных машин и низкопотенциальной энергетики СПб ГУНиПТ. Можно предположить, что в ПП сжимаются мелкие частицы масла, находящиеся в тепловом равновесии с хладагентом, причем скорости движения фаз одинаковы.

Для расчета тепломассообмена между фазами необходимо знать испаряемость масла и растворимость в нем хладагента.

В области рабочих температур растворимость пара фреона в маслах относительно высокая, что необходимо учитывать при расчете рабочего процесса. В работе [27] приведены t,M - і диаграммы растворов фреона 22 в

различных маслах. Энтальпия маслофреонового раствора на этих диаграммах рассчитывалась на основе полученных экспериментальных зависимостей теплоемкости масла от температуры с учетом теплоты смешения компонентов.

На рис. 2.1 приведена \м -/ диаграмма для жидкой фазы раствора R22 в масле ХА-30 [27], которая использовалась при расчете процесса сжатия.

Влияние геометрических параметров профилей роторов на работу холодильного винтового компрессора

В результате сокращения объема парной полости, образованной впадинами ведущего и ведомого винтов, возрастает давление заключенного в ней пара рабочего вещества. Чем лучше изолированы парные полости, находящиеся в различной стадии сжатия, друг от друга и от полостей, в которых происходит процесс всасывания, тем более эффективно происходит рабочий процесс винтового компрессора. Для эффективной работы компрессора необходимо обеспечить [72, 84] герметичность между полостями, находящимися в процессе сжатия, и полостями, находящимися в процессе всасывания, т.е. в направлении, нормальном к плоскости осей винтов - поперечную герметичности, а также между полостями, находящимися в различной стадии сжатия, т.е. в направлении вдоль осей винтов - осевую герметичность. Для парных полостей, находящихся в процессе всасывания, осевая герметичность не нужна, т.к. она ухудшает наполнение их свежим паром рабочего вещества. В настоящее время широкое распространение получили асимметричных профили зубьев винтов, у которых тыльная по направлению вращения часть зуба ведущего винта выполнена по циклоиде, а передняя - состоит из различных взаимосопряженных аналитических кривых. Такие профили винтов обеспечивают хорошую осевую герметичность парных полостей в процессе сжатия и хороший осевой массообмен между полостями в процессе всасывания.

Теоретический профиль зубьев винтов обеспечивает их беззазорное зацепление при номинальном межцентровом расстоянии. Для обеспечения зазоров между винтами производят занижение некоторых участков профилей зубьев винтов или увеличивают межцентровое расстояние. Применяют и комбинированный метод. Как правило, производят занижение профиля зуба ведомого винта [4]. В результате отступлении от теоретических размеров получают номинальный профиль зубьев винтов. При работе компрессора в результате температурных и силовых деформаций роторов и корпуса происходит изменение зазоров. Зазоры между рабочими органами компрессора с учетом этих изменений называют рабочими зазорами [4, 72].

Наличие зазоров между винтами, а так же между винтами и корпусом, нарушает осевую и поперечную герметичность и приводит к внутреннему массобмену между парными полостями, который существенно влияет на эффективность работы винтового компрессора.

Совокупность точек взаимного касания профилей винтов образует линию контакта, а ее проекция на торцевую плоскость - линию зацепления. Утечки из полостей, находящихся в процессе сжатия, на всасывание через линию контакта винтов и через зазоры между винтами и корпусом уменьшают прежде всего коэффициент подачи компрессора А,, а перетечки между полостями, находящимися в различной стадии сжатия, через зазоры по гребням винтов, между винтами и корпусом и через треугольную щель уменьшают изоэнтропный внутренний КПД компрессора r\sl.

Относительная величина утечек пара рабочего вещества на всасывание определяется коэффициентом утечек где Vy - объем утечек пара хладагента на всасывание в единицу времени; VT теоретическая объемная производительность компрессора.

Кроме этих утечек у ВКМ в полости всасывания из масла, попадающего в нее из полостей с высоким давлением, из торцевых уплотнений, разгрузочных поршней и подшипниковых узлов, выделяется пар хладагента, уменьшающий коэффициент подачи.

Масса пара хладагента, попавшего в ПП в процессе всасывания при прочих равных условиях определяется величиной суммарной площади сечения щелей по линии контакта винтов suf4l и сопротивлением щелей протечкам пара, т.е. длиной пути дросселирования пара при прохождении зазора или глубиной щели В{. Величина суммарной площади сечения щели где 11 - длина 7-той щели линии контакта винтов; о, - величина зазора по нормали к винтовой поверхности для /-той щели; / - число щелей линий контакта винтов.

Таким образом, для увеличения коэффициента подачи винтового компрессора необходимо использовать профили винтов с меньшей относительной суммарной длиной линии контакта и более глубокими щелями по линии контакта, а также обеспечить минимально возможные зазоры между винтами.

Объёмные и энергетические характеристики холодильных винтовых компрессоров

На основе теоретических предпосылок к определению основных параметров рабочих процессов в холодильных винтовых компрессорах, приведённых в главах 2 и 3, разработан алгоритм и программа расчёта на ЭВМ, позволяющие определить объёмные и энергетические показатели этих компрессоров. В основе математической модели лежит расчёт массообмена между парными полостями, а также между рассматриваемой ПП и областью всасывания и нагнетания ВКМ с различным профилем зубьев и соотношением числа заходов ВЩ и ВМ винтов.

Расчёт заключается в решении численным методом системы уравнений, приведённых в гл. 2 и 3 с применением метода итераций.

Начальные значения параметров пара в ПП для теплового расчёта определяются исходя из предположения о том, что в течение всего процесса масса рабочего тела в парной полости постоянна.

До угла поворота ВЩ винта, соответствующего моменту отсечения парной полости от окна всасывания, давление и температура в полости принимаются равными давлению и температуре на всасывании. Начальные значения давлений и температур в процессе сжатия, т.е. до момента соединения полости с окном нагнетания, рассчитываются по уравнению изоэнтропного сжатия при постоянной массе и постоянном среднем значении показателя изоэнтропы с учётом закона изменения объёма парной полости.

Значения давлений и температур в процессе нагнетания принимаются постоянными по углу поворота ВЩ винта и равными давлению и температуре нагнетания. Расчёт ведётся с шагом, определяемым по формуле где Афі - угол полного замыкания линии контакта винтов; и = 100- число интервалов счёта.

Время протекания элементарного рабочего процесса где И] - число оборотов ВЩ винта.

Принимается, что процесс сжатия начинается при наибольшем значении угла поворота ВЩ винта, при котором происходит отсечение рассматриваемой ПП от окна всасывания со стороны ВЩ или ВМ винта. За начало отсчёта угла поворота ВЩ винта принимается такой момент, при котором начинается сокращение объёма полости ВЩ винта.

После определения начальных значений параметров состояния сжимаемой среды производится расчёт последующих значений этих параметров с учётом особенностей реальных рабочих процессов.

Производится определение начальных значений параметров, характеризующих протекание отдельных составляющих процесса всасывания: скорости среды на всасывании, величин коэффициентов сопротивлений и потери давлений на различных участках всасывающего тракта компрессора, потери давления вследствие наличия градиента давления по высоте зуба. Определяется масса и энтальпия пара и маслофреонового раствора утечек и балластного рабочего вещества.

Расчёт элементарного процесса сжатия производиться сначала по изоэнтропе, а затем с учётом маслообмена между рассматриваемой ПП и сопряжёнными полостями. При расчёте изоэнтропного сжатия учитывается отвод части теплоты сжатия и поглощение части пара хладагнта маслофреоновой смесью. Кроме того учитывается теплота, выделившаяся в результате трения винтов о паромасляную смесь и увеличение давления в элементарном рабочем процессе в результате впрыска маслофреонового раствора.

Для определения параметров сжимаемой смеси ведётся расчет текущего значения массы маслофреонового раствора, приходящейся на 1 кг пара хладагнта, и концентрации масла в маслофреоновом растворе. Масса маслофреонового раствора в процессе всасывания складывается из массы балластного раствора и массы раствора, поступающего из полостей с более высоким давлением. В процессе сжатия эта масса изменяется за счёт маслообмена с сопряженными полостями и впрыскивания маслофреонового раствора.

Первый этап процесса сжатия продолжается до момента соединения ПП с окном нагнетания. В случае, когда ра рн , имеет место и второй этап сжатия, продолжающийся до момента достижения давления в ПП величены рн. В этом случае определяются величины среднего значения эквивалентного диаметра и площади окна нагнетания в процессе натекания компримируемой среды из камеры нагнетания. При расчёте увеличения давления в элементарном процессе сжатия на втором этапе учитывается и дополнительное поступление в ПП натечек из камеры нагнетания.

Определяются параметры процесса выталкивания: скорость пара в этом процессе, коэффициент сопротивления и потери давления, давление и температура в парной полости.

Похожие диссертации на Повышение эффективности холодильных винтовых компрессоров на основе совершенствования профилей роторов