Роторный нагнетатель внешнего сжатия : монография (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

УДК 621.516 ББК 31.76 И15 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р техн. наук, доц. Г. Р. Мингалеева д-р техн. наук, проф. А. В. Щукин И15 Ибраев А. М. Роторный нагнетатель внешнего сжатия : монография / А. М. Ибраев, М. С. Хамидуллин, С. В. Визгалов; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2023. – 236 с. ISBN 978-5-7882-3379-6 Рассмотрены вопросы профилирования и анализ влияния различных типов кривых, очерчивающих профили роторов, на характеристики нагнетателей. Приведено описание математической модели нагнетателя, сравнение результатов численных экспериментов с экспериментальными данными реальных машин. Предназначена для магистров, изучающих дисциплины, связанные с исследованием и проектированием роторных нагнетателей внешнего сжатия, а также для специалистов проектных организаций, работающих в области компрессоростроения. Подготовлена на кафедре холодильной техники и технологии. УДК 621.516 ББК 31.76 ISBN 978-5-7882-3379-6 © Ибраев А. М., Хамидуллин М. С., Визгалов С. В., 2023 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2023 2

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ................................................................................... 5 ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................................................... 7 1. ОБЗОРНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ НАГНЕТАТЕЛЯМ ВНЕШНЕГО СЖАТИЯ ..................................................................................... 9 1.1. Краткий обзор схем и конструкций роторных компрессоров .............................................. 9 1.2. Обзор работ по исследованию геометрии проточной части роторных компрессоров .... 23 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ ПРОФИЛЕЙ РОТОРНЫХ НАГНЕТАТЕЛЕЙ ВНЕШНЕГО СЖАТИЯ ..................................................................................................................... 39 2.1. Задачи профилирования роторов и требования, предъявляемые к профилям .................. 39 2.2. Методика расчета и геометрического анализа теоретических профилей роторных компрессоров .................................................................................................................................. 40 2.3. Методика расчета действительного профиля и профильных зазоров ............................... 47 2.4. Исследование геометрических характеристик теоретических профилей ......................... 56 2.4.1. Тип профиля – эллипс на головке зуба .......................................................................... 59 2.4.2. Тип профиля – линейный на впадине ............................................................................. 63 2.4.3. Тип профиля – эллипс на рейке ...................................................................................... 67 2.4.4. Тип профиля – линейный на рейке ................................................................................. 71 2.4.5. Влияние параметров ψn и Ā на геометрические характеристики профилей ............... 74 2.5. Стыковка участков профиля .................................................................................................. 79 2.6. Анализ влияния различных факторов на величину минимально необходимого зазора между роторами .................................................................................................................. 86 3. ЦИФРОВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РОТОРНОГО КОМПРЕССОРА ПРИ МАТЕМАТИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА .................................................................................................................. 91 3.1. Интерполяция координат профиля ротора кубической сплайн-функцией для определения координат точки контакта сопряженных профилей ...................................... 91 3.2. Расчет зависимостей объемов рабочих полостей шестеренчатых компрессоров от угла поворота ротора ................................................................................................................. 98 4. АНАЛИЗ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ. МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РОТОРНЫХ НАГНЕТАТЕЛЕЙ ВНЕШНЕГО СЖАТИЯ .................................................................................. 129 4.1. Математическая модель роторного нагнетателя внешнего сжатия ................................. 129 4.1.1. Дифференциальные уравнения рабочих процессов .................................................... 129 4.1.2. Основные положения и допущения математической модели .................................... 132 4.1.3. Описание математической модели и реализующей ее компьютерной программы ................................................................................................................................. 134 4.2. Упрощенная методика расчета энергетических и объемных показателей роторного нагнетателя внешнего сжатия ..................................................................................................... 149 3

Стр.3

4.3. Методика расчета сил и моментов, действующих на роторы .......................................... 159 4.3.1. Первая расчетная схема ................................................................................................. 161 4.3.2. Вторая расчетная схема.................................................................................................. 164 4.3.3. Третья расчетная схема .................................................................................................. 167 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РОТОРНЫХ НАГНЕТАТЕЛЕЙ ВНЕШНЕГО СЖАТИЯ ................................................................................................................... 170 5.1. Описание экспериментального стенда и метрологического оборудования .................... 170 5.1.1. Методика обработки результатов ................................................................................. 172 5.1.2. Оценка погрешностей измерений ................................................................................. 173 5.1.3. Описание конструкций исследуемых нагнетателей .................................................... 177 5.2. Анализ экспериментальных характеристик роторных нагнетателей .............................. 183 5.3. Методика и результаты индицирования роторного нагнетателя внешнего сжатия ....... 190 5.4. Методика и результаты термометрирования роторного нагнетателя внешнего сжатия ............................................................................................................................................ 198 5.5. Методика и результаты определения коэффициентов расхода для всасывающего и нагнетательного окон роторного нагнетателя ........................................................................ 201 6. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РОТОРНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ .......................................................................... 207 6.1. Влияние типа кривых, очерчивающих профиль ................................................................ 207 6.2. Анализ влияния угла подрезки ............................................................................................ 211 6.3. Влияния отношения Ā = A/D. ............................................................................................... 214 6.4. Влияние сочетания материалов ротора и статора .............................................................. 215 6.5. Влияние величин монтажных зазоров ................................................................................ 217 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................................................ 221 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................ 222 4

Стр.4