Анализ влияния объема газовой полости всасывания на работу поршневого компрессора с безнасосной системой охлаждения

Исследовано влияние объема газовой полости всасывания на работу поршневого компрессора с безнасосной системой охлаждения. На основе разработанной математической модели проведен численный анализ влияния объема полости всасывания, которая сообщена газовым каналом с рабочей полостью с двумя всасывающими клапанами, на работу поршневого компрессора. По результатам численного эксперимента установлено, что уменьшение объема полости всасывания при всасывании воздуха из атмосферы приводит к увеличению расхода охлаждающей жидкости и основных интегральных характеристик: коэффициента подачи и индикаторного изотермического коэффициента полезного действия. При наличии всасывающего трубопровода объем полости всасывания необходимо выбирать из условия гашения колебаний давления, возникающих в нем.
EDN: OSEJVK, https://elibrary/osejvk

Литература

[1] Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Т. 1. Теория и расчет. Москва, Колосс, 2006. 456 с.

[2] Щерба В.Е. Рабочие процессы компрессоров объемного действия. Москва, Наука, 2008. 318 с.

[3] Jin Y., Guo Y., Zhang S. et al. Study on the dynamic characteristics of the free piston in the ionic liquid compressor for hydrogen refuelling stations by the fluid-structure interaction modelling. Int. J. Hydrog. Energy, 2023, vol. 48, no. 65, pp. 25410–25422, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.03.202

[4] Щерба В.Е., Нестеренко Г.А., Кужбанов А.К. и др. Расчет процессов сжатия и расширения поршневого насоса с газовым демпфером. Омский научный вестник, 2012, № 2, с. 148–152.

[5] Shcherba V.E., Shalai V.V., Kostyukov V.N. et al. A mathematical model of the working processes of a hybrid power displacement piston machine with profiled groove seal. Chem. Petrol. Eng., 2018, vol. 54, no. 5-6, pp. 335–344, doi: https://doi.org/10.1007/s10556-018-0484-1

[6] Shcherba V.E., Shalai V.V., Nosov E.Yu. et al. Comparative analysis of results of experimental studies of piston hybrid energy-generating machine with smooth and stepped slot seals. Chem. Petrol. Eng., 2018, vol. 54, no. 7–8, pp. 499–506, doi: https://doi.org/10.1007/s10556-018-0508-x

[7] Shcherba V.E., Aver’yanov G.S., Kalekin V.S. et al. Calculation of rational values of discharge pressures in the compressor and pump sections of a crossheadless reciprocating hybrid power machine. Chem. Petrol. Eng., 2018, vol. 54, no. 5–6, pp. 418–424, doi: https://doi.org/10.1007/s10556-018-0496-x

[8] Shcherba V.E., Bolshtyanskii A.P., Kaigorodov S.Yu. et al. Benefits of integrating displacement pumps and compressors. Russ. Engin. Res., 2016, vol. 36, no. 3, pp. 174–178, doi: https://doi.org/10.3103/S1068798X1603014X

[9] Щерба В.Е., Кузеева Д.А., Носов Е.Ю. Математическое моделирование рабочих процессов поршневого насос-компрессора с газовым объемом на всасывании. Вестник машиностроения, 2016, № 4, с. 3–8.

[10] Щерба В.Е., Носов Е.Ю., Павлюченко Е.А. и др. Анализ динамики движения жидкости в поршневой гибридной энергетической машине с газовым объемом на всасывании. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2016, № 4, с. 15–19.

[11] Shcherba V.E., Khait A., Pavlyuchenko E.A. et al. Development and research of a promising pumpless liquid cooling system for reciprocating compressors. Energies, 2023, vol. 16, no. 3, art. 1191, doi: https://doi.org/10.3390/en16031191

[12] Щерба В.Е., Аверьянов Г.С., Корнеев С.А. и др. Анализ применения различных охлаждающих жидкостей в двухцилиндровой одноступенчатой поршневой гибридной энергетической машине с движением жидкости под действием разрежения на всасывании по результатам экспериментальных исследований. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2020, № 12, с. 40–49, doi: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2020-12-40-49

[13] Тегжанов А.С., Щерба В.Е., Болштянский А.П. Поршневой компрессор с автономным жидкостным рубашечным охлаждением. Патент РФ 2784267. Заявл. 29.07.2022, опубл. 23.11.2022.

[14] Shcherba V.E., Tegzhanov A.Kh.-S., Ekimov G.I. Development of a prototype positive displacement piston hybrid power machine with two suction valves and a facility for its testing. Chem. Petrol. Eng., 2023, vol. 59, no. 1–2, pp. 144–152, doi: https://doi.org/10.1007/s10556-023-01220-6

[15] Shcherba V.E., Tegzhanov A.Kh.-S. et al. Analysis of results of experimental study of working processes of a positive-displacement piston hybrid power machine having two suction valves with change of compressed gas discharge pressure. Chem. Petrol. Eng., 2023, vol. 59, no. 5–6, pp. 393–402, doi: https://doi.org/10.1007/s10556-024-01255-3

[16] Shcherba V.E., Tegzhanov A.S. Analysis of dynamics and integral characteristics of a reciprocating hybrid energy machine with two suction valves when changing the rotational speed of the crankshaft. Chem. Petrol. Eng., 2022, vol. 58, no. 7–8, pp. 669–676, doi: https://doi.org/10.1007/s10556-023-01145-0

[17] Shcherba V.E., Tegzhanov A.S. Analysis of the dynamics of coolant movement and working processes in a piston hybrid positive displacement energy machine with a gas dome and two suction valves with injection pressure variation. Chem. Petrol. Eng., 2022, vol. 58, no. 7–8, pp. 658–668, doi: https://doi.org/10.1007/s10556-023-01144-1

[18] Тегжанов А.-Х.С., Щерба В.Е., Болштянский А.П. и др. Способ автономного охлаждения поршневого компрессора и устройство для его осуществления. Патент РФ 2825501. Заявл. 09.08.2023, опубл. 26.08.2024.