ра. Спираль имеет следующие геометрические характеристики: экс-
центриситет 0,0085 м, полярный радиус 0,0038 м, высота спирали
0,03 м, закрутка 4,7
π
. Описываемый объем газа, захватываемый за
один оборот спирали, составляет 4,84810
−
5
м
3
/об, геометрическая сте-
пень расширения — 2,35. Если перевести геометрическую степень рас-
ширения в степень расширения по давлениям, то
π
Т
= 3
,
3
, что и
наблюдается в эксперименте.
Результаты эксперимента на оптимальном режиме
Температура на входе,
◦
C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44,2
Температура на выходе,
◦
C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,4
Объемный расход на входе, м
3
/ч . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,94
Мощность, снимаемая с генератора, Вт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89,1
Частота вращения вала, об/мин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1340
Изоэнтропный КПД, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40,3
Одним из вопросов, возникших при обработке данных экспери-
ментов, был вопрос о допустимости расчета изоэнтропного КПД по
температурам. Из-за отсутствия осушки воздуха, подаваемого на вход
детандера, может произойти конденсация воды на выходе из детандера
вследствие сильного понижения температуры. Для решения данного
вопроса была измерена относительная влажность
φ
в помещении ла-
боратории и проведен дополнительный эксперимент на оптимальном
режиме работы. Относительная влажность составляла 35% при темпе-
ратуре 20
◦
C, что свидетельствовало об отсутствии конденсации влаги
на выходе. Повторный эксперимент при оптимальном режиме работы
(на котором также была достигнута наименьшая температура на выхо-
де) выявил расхождение по изоэнтропному КПД в пределах 1%. Это
дает основания полагать, что данные, полученные ранее, достоверны.
Гидравлические потери в приведенном эксперименте даже на опти-
мальном режиме КПД составили 40,3%. При той же степени расшире-
ния
π
Т
даже процесс выхлопа имеет изоэнтропный КПД 45,68%. Было
сделано предположение, что снижение КПД происходит из-за боль-
шой перетечки воздуха по торцевой и радиальной частям спиралей, а
также из-за наличия масла. Принято решение провести дополнитель-
ные испытания по замеру расхода перетечки. Кроме того, необходимо
учесть гидродинамические потери, потери в процессе впуска-выпуска,
а также потери, связанные с рекуперативным теплопереносом.
Измерение перетечки осуществлялся с помощью специального ро-
таметра, при этом вал детандера был зафиксирован и подача масла
осуществлялась лубрикатором. При степени расширения
π
Т
= 3
,
4
(оптимальный режим), объемный расход перетечки составил 2,68 м
3
/ч,
134
1,2 4,5