Совокупность указанных факторов предопределяет интенсивность
процессов теплообмена на отдельных участках цикла (см. табл. 3 и
рис. 5,
в
)
и объясняет причины снижения влияния теплообмена на те-
кущие и интегральные параметры парожидкостного детандера по мере
увеличения частоты вращения вала.
Обобщая результаты выполненного численного эксперимента,
можно сделать следующие выводы:
1.
Рабочий цикл парожидкостного поршневого детандера при от-
рицательной начальной температуре криоагента характеризуется фа-
зовыми переходами из газового состояния в парожидкостное в процес-
сах расширения-выхлопа и обратным фазовым переходом в процессах
вытеснения-сжатия.
2.
Характерной особенностью парожидкостных поршневых детан-
деров является постоянство конечной температуры рабочего вещества
(
T
к
=
T
к
.
s
)
при различной продолжительности процесса наполнения.
3.
Колебания давления в выпускном тракте поршневого паро-
жидкостного детандера могут быть использованы для повышения на
25. . . 30%
массового расхода криоагента при сохранении изоэнтроп-
ного КПД на уровне, соответствующем номинальному режиму работы
детандера.
4.
При различных сочетаниях объема выпускной полости, длины
и диаметра выпускного трубопровода возможно существование ряда
вариантов исполнения выпускного тракта, близких к “оптимальному”
при гармониках колебаний, различающихся по частоте и амплитуде.
5.
Обоснование оптимальных геометрических параметров выхлоп-
ного тракта следует проводить на основе анализа результатов числен-
ного эксперимента, базирующегося на апробированных прикладных
программах расчета, учитывающих реальные свойства рабочего ве-
щества, конечность объемов присоединенных к цилиндру полостей и
возможность прямых и обратных фазовых переходов в течение цикла.
6.
Парожидкостные поршневые детандеры на базе 6У0.5-98-1500
при параметрах, приведенных в табл. 1, и
С
2
→
0
,
5
будут иметь сле-
дующие технико-экономические показатели: массовый расход воздуха
m
= 3000
кг/ч,
Т
к
=
Т
к
.
s
,
индикаторную мощность
N
инд
≈
40
кВт и
изоэнтропный КПД
η
S
= 0
,
72
. . .
0
,
75
.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
П р и л у ц к и й И. К., П р и л у ц к и й А. И., И в а н о в Д. Н.,
А р с е н ь е в И. А. Программа КОМДЕТ (Инструкция пользователю). Метод.
указания. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2009.
2.
О п т и м и з а ц и я рабочих циклов, конструкций ступеней и комплектующих
узлов компрессорных и расширительных машин объемного действия / И.К. При-
луцкий, А.И. Прилуцкий, Д.Н. Иванов и др. / Под ред. проф. Прилуцкого И.К.
Метод. указания. – СПб.: СПбНИУ ИТМОИХиБТ, 2012. – 58 с.
Статья поступила в редакцию 27.06.2012
142
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012