теплоты (
Q
ц.ср
= +0
,
2098
Дж) при идеальном рабочем веществе меня-
ется по величине и знаку и сопровождается значительным изменением
интегральных параметров.
Таким образом, использование математических моделей, основан-
ных на допущении об идеальности рабочего вещества, не гарантирует
достоверности результатов расчета текущих и интегральных параме-
тров парожидкостных детандеров и сделанных на их основе выводов.
Исходя из этого, приведенные далее результаты численного экспе-
римента были получены с помощью модернизированной прикладной
программы КОМДЕТ-М, учитывающей реальные свойства газа в ра-
бочей камере и в примыкающих к ней элементах ступени, колебатель-
ные процессы во впускном и выпускном трактах и фазовые переходы
на отдельных участках рабочего цикла.
В общем случае частота и амплитуда колебаний давления в вы-
пускном тракте зависят от свойств криоагента, режима работы детан-
дера (
р
н
,
р
к
,
Т
н
,
n
),
геометрических параметров выпускного тракта (
V
к
,
L
тр.вып
,
d
тр.вып
)
и продолжительности процесса наполнения. С учетом
отмеченных факторов в ходе численного эксперимента дискретно из-
менялся один из трех указанных параметров выпускного тракта при
сохранении остальных параметров постоянными. При заданном ре-
жиме работы детандера (см. табл. 1) с учетом номинальной силы при-
нятой при проектировании базы
Р
б
= 0
,
5
т максимально возможный
диаметр цилиндров был принят равным
D
ц
= 34
мм.
Воспользовавшись эмпирической зависимостью
0
,
4
D
ц
≤
d
тр.вх(вых)
≤
0
,
6
D
ц
,
(3)
предложенной в работе [2], при
L
тр.вып
= 0
находим близкий к опти-
мальному диаметр выходного патрубка ступени детандера
d
тр.вып
=
= 20
мм, при котором текущее давление в выхлопной камере в момент
закрытия выхлопных окон становится равным заданному конечному
давлению
р
5
≈
р
к
(
рис. 4).
Выполненный авторами статистический анализ показал, что в су-
ществующих конструкциях МОД соотношение объема цилиндра
V
h
и примыкающих к нему полостей
V
пол
лежит в диапазоне
V
пол
/
V
h
=
= 50
. . .
500
%.
Данные рекомендации учитывались в ходе планирования и прове-
дения второго этапа численного эксперимента, целью которого явля-
лось:
1.
Изучение влияния объема выпускной полости на частоту и ам-
плитуду колебаний давления и температуры в выпускном тракте де-
тандера и их взаимосвязи с текущими и интегральными параметрами
детандера.
136
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012