Організаційний комітет конференції




НазваниеОрганізаційний комітет конференції
страница2/17
Дата26.10.2012
Размер1.83 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

СТРУЙНО-РЕАКТИВНЫЕ ТУРБИНЫ И ПНЕВМОАГРЕГАТЫ НА ИХ ОСНОВЕ

Ванеев С.М., Королев С.К.

Сумский государственный университет


Во многих областях техники используются пневмоагрегаты относительно небольших мощностей и расходов, в которых преобразование энергии сжатого воздуха или газа в энергию выходного звена происходит в турбинах.

В качестве примеров можно выделить две задачи, для решения которых требуются конструктивно и технологически простые, надежные в эксплуатации малорасходные турбины и агрегаты на их основе.

Важной народно-хозяйственная задачей является задача создания пневматических, эффективных, надежных и удобных в эксплуатации приводов шаровых кранов больших проходных сечений (DN>300 мм), устанавливаемых на компрессорных станциях и на линейной части магистральных газопроводов. Эти приводы должны использовать в качестве рабочего тела природный газ непосредственно из газопровода и обеспечивать управление краном во всем диапазоне рабочих давлений и температур.

Известно также, что большое количество эксергии сжатых газов и паров безвозвратно теряется на редукторах и регуляторах давления на газораспределительных станциях (ГРС) и газораспределительных пунктах в газовой промышленности, в различных технологических процессах в химической и других отраслях промышленности. В частности, анализ располагаемой мощности на ГРС и энергопотребления крупных промышленных предприятий показывает, что примерно на 65% действующих ГРС и на многих узлах дросселирования на предприятиях спрос на установки, срабатывающие перепад давлений с одновременной выработкой электроэнергии, может быть удовлетворен за счет малых локальных энергоустановок (мощностью менее 1 МВт). При создании таких установок основная проблема состоит в турбине, так как обычно для таких мощностей (особенно до 500 кВт) классические (центростремительные или осевые) турбины необходимо выполнять высокооборотными и часто с парциальным подводом газа или пара на рабочее колесо. Межлопаточные каналы в них получаются малоразмерными. Сама классическая турбина имеет направляющий и рабочий лопаточные аппараты и сложна в изготовлении. В итоге экономичность такой установки получается низкой, а срок окупаемости не менее 2,5 лет.

Для рассматриваемых областей применения по мощности и расходу рабочего тела перспективным является создание пневмодинамических агрегатов с использованием струйно-реактивных турбин (СРТ). Преимущества струйно-реактивных турбин позволяют получить пневмодинамический агрегат (в частности, турбопривод или турбогенератор) максимально простой и надежный, со сроком окупаемости 1-2 года.

Основными преимуществами струйно-реактивной турбины перед классическими турбинами являются: простота конструкции (особенно в реверсивном исполнении), низкая себестоимость изготовления, производственная технологичность, отсутствие сложных профилированных лопаточных элементов газового тракта, малая инерционность, возможность эффективно срабатывать в одной ступени большие отношения давлений, высокая надежность работы на загрязненном и влажном рабочем теле, особенно при малых расходах и низких температурах, что обусловлено сплошным (одноканальным) газовым трактом (в классических турбинах в этих условиях малоразмерные межлопаточные каналы могут перемерзать или забиваться).

В процессе отработки СРТ был проведен широкий комплекс экспериментальных исследований как на научно-исследовательских стендах, так и в составе пневматического привода шарового крана с диаметром проходного сечения 500 мм в диапазоне давлений питания 1.5-8 МПа, а также в составе турбодетандерного агрегата мощностью 100 кВт для газораспределительных станций. Был предложен и реализован ряд оригинальных технических решений.

В результате проведенных работ разработаны адекватные математические модели рабочего процесса струйно-реактивных турбин, которые позволили исследовать влияние конструктивных и рабочих параметров на их характеристики; разработана структура потерь энергии и КПД для струйно-реактивной турбины, позволившая определить элементы и участки проточной части с наибольшими потерями, пути уменьшения этих потерь, а также выявить размерные и безразмерные комплексы, характеризующие режим работы турбины; разработаны пакеты прикладных программ и методики расчета струйно-реактивных турбин и агрегатов на их основе; получены решения ряда проектно-конструкторских задач по разработке новых видов пневмодинамических приводов и турбогенераторов.


Методика экспериментального исследования

вдува в безлопаточном диффузоре

центробежного компрессора

Калинкевич Н.В., Щербаков О.Н.

Сумский государственный университет


Значительная доля потребляемой в стране энергии приходится на привод центробежных компрессоров (ЦК). Поэтому повышение их максимального КПД и расширение диапазона устойчивой работы имеет большое значение.

Наиболее широкую зону устойчивой работы и пологую характеристику КПД в области больших производительностей имеют ступени с безлопаточными диффузорами (БЛД). Однако в области малых расходов экономичность БЛД обычно заметно ниже, чем лопаточного. Это вызвано, в первую очередь, возникновением обратных течений вследствие отрыва потока от боковых стенок. Кроме того, отрыв пограничного слоя, сопровождающийся не только появлением обратных токов, но и более сложными нестационарными явлениями, инициирует вращающийся срыв в ступени и определяет, таким образом, границу устойчивой работы. Следовательно, предотвратив отрыв потока можно не только уменьшить потери в диффузоре, но и расширить зону устойчивой работы ЦК.

Одним из способов управления отрывом потока является вдув. Несмотря на достаточно широкое его применение в авиа- и ракетостроении, применимо к ЦК этот вопрос остаётся практически неизученным.

В работе представлена методика экспериментального исследования вдува в безлопаточном диффузоре. Цель проведения исследования – выявить влияние вдува на структуру течения в БЛД и определить энергетические характеристики диффузора со вдувом.

Для проведения исследования была разработана система вдува (рис.1). Воздух, всасываемый из атмосферы, при помощи поршневого компрессора 1 нагнетается в ресивер 2, и затем разделяется на два потока – к основному и покрывному дискам БЛД соответственно. На каждой из двух линий установлены запорно-регулирующая арматура 3, редукторы 4 для поддержания давления (а, следовательно, и расхода) вдуваемого воздуха постоянным, ротаметры 5 для измерения расхода и коллекторы 6 для разделения потока вдуваемого воздуха с целью равномерной его подачи по окружности к дискам диффузора.

Такая схема позволяет осуществлять вдув, как со стороны каждого из дисков отдельно, так и с обеих одновременно.





Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки для исследования вдува в БЛД:


1 – поршневой компрессор, 2 – ресивер, 3 – дроссельная заслонка, 4 – газовый редуктор, 5 – ротаметр, 6 – коллектор, 7 – экспериментальная модель


Вдув воздуха осуществляется на относительном диаметре по всей окружности в радиальном направлении.

Для оценки энергетической эффективности диффузора используются коэффициент восстановления статического давления и коэффициент потерь:




ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАНАЛЬНЫХ ДИФФУЗОРОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОМПРЕССОРОВ

Калинкевич Н.В., Скорик А.В.

Сумский государственный университет


Повышение эффективности центробежного компрессора возможно за счет улучшения газодинамических характеристик его отдельных элементов.

Исследования центробежных компрессоров показывают, что на долю диффузоров приходится примерно треть энергии, диссипирующей в тепло в процессе сжатия и перемещения газа. Поэтому проектирование диффузоров с высокими характеристиками является актуальной задачей.

При выборе конкретного типа диффузора центробежного компрессора необходимо учитывать условия работы компрессора, а также его назначение. Так, следует ожидать, что применение канальных диффузоров при подаче газа из межлопаточных каналов в отдельные камеры (или устройства) может быть более эффективным в сравнении с применением лопаточных диффузоров.

Традиционная геометрия канальных диффузоров не обеспечивает низкий уровень потерь, поэтому имеет смысл разработка более благоприятной, с точки зрения характера течения, геометрии данных диффузоров.

Разработанная методика проектирования позволяет проектировать канальные диффузоры с задаваемым распределением скоростей на одной из сторон сегментов диффузора. Задаваемое распределение скоростей позволяет снизить величину касательных напряжений трения на поверхности сегментов диффузора, что приводит к снижению уровня потерь.

При проектировании канальных диффузоров за исходные данные принимались определенные экспериментальным путем параметры потока за рабочим колесом для четырех режимов работы центробежного компрессора (для значений углов потока на входе в диффузор α3 равных 12,1°; 16,8°; 23,4°; 30°). Для каждого режима спроектировано по 2 варианта канальных диффузоров.

Расчет параметров потока в диффузорах выполнен с использованием программного комплекса ANSYS CFX. Были определены коэффициенты потерь ζ и коэффициенты восстановления статического давления Ср для каждого варианта.


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КИПЕНИЯ РАСТВОРОВ ХЛАДАГЕНТ/МАСЛО В СВОБОДНОМ ОБЪЕМЕ. АНАЛИЗ МЕТОДИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ

Олейник И.В., Никулин А.Г., Мельник А.В.

ОГАХ, г. Одесса


Для эффективного осуществления процессов теплопередачи в новом поколении холодильного оборудования необходима информация об основных характеристиках теплоотдачи при кипении альтернативных хладагентов и их растворов с компрессорными маслами. Реальное рабочее тело (РРТ), циркулирующее в компрессорной системе, представляет собой раствор хладагент/масло (РХМ). Примеси масла в РРТ довольно сложно влияют на коэффициент теплоотдачи при кипении, например, в прямоточных испарителях. Применение существующих теоретических моделей, описывающих кипение РХМ, как правило, сводится к аппроксимации экспериментальных данных, для чего требуется значительный объем эмпирической информации.

В данной работе ставилась цель изучения процессов кипения РХМ в свободном объеме путем экспериментального исследования с последующим обобщением опытных данных. Объектом исследования являлись растворы изобутана (R600a) с минеральным компрессорным маслом Агринол ХМИ. Подробное описание экспериментальной установки, реализующей метод циркуляции вещества по замкнутому контуру, приведено в работе [1]. Рабочий участок представлял собой тонкостенный (толщина стенки 0,25 мм) капилляр из нержавеющей стали диаметром 1,5 мм и длиной 730 мм. Опыты проводились при постоянных температурах кипения. Исследованы кривые кипения на пяти изотермах (+18, +8, -2, -12 и -18 °С) для чистого R600a и растворов R600a/масло, содержавших 2,5; 5; 10 и 30 масс. % масла. Диапазон плотности теплового потока включал значения, типичные для холодильной техники.

В докладе приводятся полученные экспериментальные данные и результаты их обобщения. Особое внимание уделено анализу конструкции установки, условий проведения опытов и методики эксперимента с точки зрения характерных методических ошибок, допускаемых в экспериментальных исследованиях теплообмена при кипении в свободном объеме (подробно с указанными проблемами можно ознакомиться, например, в работе [2]). В этой связи была тщательно изучена теплоотдача при низких значениях плотности теплового потока, и установлено наличие гистерезиса в поведении кривых кипения (см. рис. 1 и 2), который в данном случае может быть следствием низкой интенсивности и неустойчивости процесса пузырькового кипения в опытах, проводившихся при постепенном (достаточно медленном) увеличении теплового потока. С целью верификации этого вывода планируется проведение специальных экспериментов с визуальными наблюдениями за исследуемой жидкостью.



Рисунок 1 – Зависимость коэффициента теплоотдачи α от плотности теплового потока q для раствора R600a/масло (5 масс. % масла)

при температуре t=-2 °С



Рисунок 2 – Зависимость коэффициента теплоотдачи α от плотности теплового потока q для раствора R600a/масло (5 масс. % масла)

при различных температурах


Литература

1. Крыжановский С.С., Олейник И.В., Семенюк Ю.В., Косой Б.В., Железный В.П. Экспериментальное исследование процессов кипения растворов хладагент/масло в свободном объеме. Часть1: Экспериментальный стенд для исследования процессов кипения в свободном объеме. Результаты тарировочного эксперимента // Холодильна техніка і технологія. – 2011. – №1. – С. 10-16.

2. Гогонин И.И. Методические ошибки в экспериментальных исследованиях теплообмена при кипении в условиях свободной конвекции // ТВТ. – 2008. – №3. – С. 413-420.


ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ МАСЛА НА ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПРЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ И ИНТЕНСИВНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ В СВОБОДНОМ ОБЪЕМЕ

Олейник И.В., Мельник А.В., Железный В.П.

ОГАХ, г. Одесса


Взаимная растворимость масла с хладагентом оказывает существенное влияние как на характеристики эффективности компрессорной системы, так и в целом на работу холодильной машины. Целью настоящего исследования является изучение влияния компрессорного масла на энергетическую эффективность компрессорной системы и интенсивность теплообмена при кипении альтернативных хладагентов в свободном объеме.

В докладе рассмотрена схема циркуляции масла в компрессорной системе при установившихся параметрах цикла. С использованием разработаных в Одесской государственной академии холода методов исследования термодинамических свойств РХМ, были созданы диаграммы давление-энтальпия для реального рабочего тела при различных концентрациях примесей масла перед дроссельным вентилем. С использованием этих диаграмм выполнен анализ термодинамических параметров в различных узлах компрессорной системы и выполнена количественная оценка влияния примесей масла на показатели эффективности компрессорной системы для раствора R-600a/ХМИ Азмол. В табл.1 представлены отношения удельной холодопроизводительности и холодильного коэффициента для реального рабочего тела (раствора хладагент/масло) –RWF и чистого хладагента – REF.


Таблица 1 - Влияние примесей компрессорного масла на энергетические характеристики компрессорной системы

Рабочее тело

Параметр, %

Концентрация масла перед дроссельным вентилем

1%

2%

3%

4%

R-600a/ХМИ Азмол

qRWF/qREF

97,88

96,39

94,89

93,4

εRWFREF

91,44

85,03

79,32

74,17


В настоящее время вопросы влияния примесей масла на интенсивность теплообмена являются темой многочисленных публикаций. При этом полученные результаты достаточно противоречивы, а применяемые модели описания процессов теплообмена носят в основном эмпирический характер.

С целью изучения влияния примесей масла на коэффициент теплоотдачи на кафедре инженерной теплофизики ОГАХ спроектирована и создана экспериментальная установка для комплексного изучения теплофизических свойств жидкостей и теплообмена при их кипении в свободном объеме.

Экспериментальные исследования процессов кипения изобутана и растворов изобутан/компрессорное масло ХМИ Азмол были проведены при различных температурах и концентрациях масла. Выполнен анализ полученных результатов исследования, изучены физические закономерности негативного влияния примесей масла на интенсивность теплообмена при кипении растворов хладагент/масло в свободном объеме. Проведенные исследования указывают на существенное понижение коэффициента теплоотдачи при увеличении концентрации масла в хладагенте (Рисунок 1).



Рисунок 1– Зависимость коэффициента теплоотдачи от плотности теплового потока при температуре кипения растворов хлагент/масло t0= -2 °С

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Похожие:

Організаційний комітет конференції iconПрограма ІІ міжнародної науково-практичної інтернет-конференції Аграрна наука ХХІ століття
Відкриття конференції – директор навчально-наукового інституту економіки професор Запара Людмила Анатоліївна
Організаційний комітет конференції iconВісник містить матеріали березневої 2008 року наукової конференції Донецького відділення нтш. Доповіді І повідомлення присвячені проблемам літературознавства. Секція конференції працювала у Донецьку
Світі „пражан
Організаційний комітет конференції iconМатеріали ХVI i міжнародної науково-практичної конференції у двох частинах Ч. I харків 2009 ббк 73 І 57
...
Організаційний комітет конференції iconПлан роботи конференції 1 грудня 2004 р., середа 00-22. 00 Заїзд, розміщення учасників І гостей конференції у готелі
Основні підсумки документознавчих досліджень Всеросійського науково-дослідного інституту документознавства та архівної справи
Організаційний комітет конференції iconНаукове видання Матеріали ХVIII міжнародної науково-практичної конференції у чотирьох частинах Ч. IV харків 2010 ббк 73 І 57
...
Організаційний комітет конференції iconНаукове видання Тези доповідей ХIX міжнародної науково-практичної конференції у чотирьох частинах Ч. IV харків 2011 ббк 73 І 57
Співголови конференції: Патко Д. (Угорщина), Поп Е. (Румунія), Клаус Е. (Німеччина), Хамрол А. (Польща), Ілчев І. (Болгарія)
Організаційний комітет конференції iconТараса Шевченка Юридичний факультет Програм а Міжнародної науково-практичної конференції
Київського національного університету імені Тараса Шевченка; зустріч учасників конференції з організаційним комітетом
Організаційний комітет конференції iconДиректор Департаменту охорони здоров’я та соціальних питань Світлана Горбунова-Рубан
Організаційний розвиток ігс харкова: куди рухаємося та чого бракує (фото, відео)
Організаційний комітет конференції iconМодератор
У другій половині дня робота конференції продовжувалась у формі „Відкритий простір”. Під час роботи трьох сесій була організована...
Організаційний комітет конференції icon06-10 червня 2012 р. Севастополь, Крим, Україна Запрошення
Організатори конференції мають за честь запросити Вас до участі у Міжнародній науково-практичній конференції “Ольвійський форум-2012:...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница