мозном устройстве, что следует отнести к недостаткам турбодетанде-
ров данного конструктивного исполнения.
Большинство существующих математических моделей рабочих
процессов МОД и созданных программ расчета основаны на допуще-
нии об идеальности рабочего вещества. В данном случае в условиях
отрицательной начальной температуры газа
Т
н
и высокого давления
газа на входе в детандер
р
н
начальная плотность реального рабочего
вещества (воздуха) отличается от аналогичного параметра для иде-
ального газа в 1,3 раза. В связи с этим для анализа рабочих процессов
в элементах детандера Дж-6У0.5-5-0.6 была использована универ-
сальная прикладная программа КОМДЕТ-М [1], предусматривающая
возможность расчетного исследования компрессорных (КОМ) и де-
тандерных (ДЕТ) ступеней на стадии проектирования. В программе
учитываются реальные свойства рабочего вещества, колебания давле-
ния во входном и выходном трактах и фазовые переходы на отдельных
участках цикла.
На первом этапе численного эксперимента была поставлена задача:
проанализировать корректность использования упрощенных матема-
тических моделей (рабочее вещество — идеальный газ) при изучении
колебательных процессов в выпускном тракте парожидкостных детан-
деров. Полученные результаты приведены в табл. 2 и на рис. 2 и 3.
В результате анализа авторы выявили следующее:
1.
При допущении об идеальности газа при заданных режимных
параметрах не наблюдается фазовых переходов в течение всего рабо-
чего цикла.
2.
При учете реальности газа на участках цикла “ж
р
–4–5–
ж
с
”
сте-
пень сухости рабочего вещества
х
<
1
.
В точке ж
р
процесса расши-
рения 2–ж
р
–3
рабочее вещество с массой
М
3
начинает переходить из
газового состояния в парожидкостное. За время процессов выхлопа
и вытеснения масса
М
3
уменьшается до значения
М
5
0
<
М
3
,
а сте-
пень сухости достигает минимального значения (
х
→
х
min
).
В точке
ж
с
процесса сжатия 5–ж
с
–6
заканчивается обратный фазовый переход
рабочего вещества
М
5
0
из парожидкостного состояния в газообразное,
т.е. к началу открытия впускного клапана рабочее вещество в цилин-
дре находится в газообразном состоянии.
3.
При заданной жесткости и одинаковом предварительном натя-
ге пружин впускного клапана
h
о
= 3
мм (см. табл. 2, варианты В1 и
В3) допущение об идеальности рабочего вещества приводит к резко-
му увеличению (в 1,71 раза) относительного хода поршня в процессе
наполнения
С
2
=
S
2
/
S
п
(
см. рис. 2, 3), что влечет за собой изменение
номера гармоники колебаний давления в выпускном тракте (№
гарм
)
,
амплитуды колебательных процессов (А) и практически всех инте-
гральных параметров детандера:
m
,
N
инд1
,
T
к
,
η
s
и др.
132
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012