Техническое применение пневмоэнергетики. Компрессоры. Вакуумные насосы. Вакуумная техника. Ветродвигатели. (Ветроэлектростанции - см. 621.311)

Представлены материалы для практического изучения важнейших элементов вакуумного оборудования — средств откачки, измерения давления, а также процедуры измерения быстроты откачки технологического объема.

Приведены методики расчета двухступенчатого центробежного компрессора, работающего в составе холодильного цикла с двойным дросселированием, а также расчета и проектирования лепестковых газовых опор. Дано описание высокооборотного электродвигателя, которым комплектуется компрессор. Методические указания могут быть использованы при работе над курсовыми и дипломными проектами.

Рассмотрены различные методические подходы к CFD-моделированию рабочих процессов в различных технологических машинах и оборудовании, в которых применяются сжатый воздух или разреженный газ. Содержится информация, необходимая для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Основы научных исследований в вакуумной, компрессорной технике и пневмомеханике».

Рассмотрены основные понятия и определения, номенклатура показателей качества, причины снижения качества и надежности, а также пути обеспечения высоких показателей качества изделий криогенной техники.

В пособии дается описание лабораторных работ практикума по физическим основам вакуумной техники, при выполнении которого студенты знакомятся с кинетикой различных молекулярных процессов в вакууме, с основными принципами получения и измерения малых давлений, а также основными принципами вакуумной тонкопленочной технологии.

В первой части учебного пособия рассмотрены основные уравнения теории лопаточных машин для установившегося течения вязкого газа. Особое внимание уделено их применению в центробежных компрессорах газотурбинных двигателей.

В методических указаниях рассмотрены понятия необходимые для понимания принципа работы вакуумных систем, а также приведена методика расчёта вакуумных систем в стационарном режиме работы. В приложении представлена таблица условных обозначений элементов вакуумных систем.

Пособие содержит общие сведения о назначении, составе, принципе действия и классификации пневматических и пневмогидравлических систем различных технических устройств. Приведены общие сведения об источниках сжатого газа пневматических и пневмогидравлических систем.

Содержат темы индивидуальных заданий, порядок их выполнения, контрольные вопросы со ссылкой на литературные источники, приложения, содержащие необходимую информацию для выполнения заданий, а также список литературы.

Рассмотрены основные свойства масел и требования, предъявляемые к маслам, вопросы смазки компрессоров, воздушных компрессорных станций и проектирования системы водоснабжения компрессорных станций.

Рассмотрены компоненты гидропривода, гидрофицированное прокатное оборудование, устройство типового пневмопривода, пневматические и гидропневматические механизмы. Пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Гидро- и пневмопривод металлургических машин».

Цель учебного пособия дать студентам необходимый материал при изучении курса «Компрессорные станции», оказать помощь в самостоятельном решении вышеназванных вопросов при курсовом и дипломном проектировании КС промышленных предприятий; отдельные главы учебного пособия могут быть полезны при изучении дисциплин федерального компонента «Теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров», «Теория, расчет и конструирование роторных компрессоров», «Теория, расчет и конструирование компрессорных машин динамического действия».

Дано общее представление о компрессорном оборудовании и особенностях его применения на передвижных мобильных установках.

Рассмотрены способы рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки. Представлены возможные структурные схемы мобильных компрессорных установок с системой рекуперации тепловых потерь. Для каждого из рассмотренных вариантов выполнен термодинамический анализ энергетической эффективности; установлена её зависимость от основных режимных факторов, влияющих на работу установки. Приведены примеры решения задач и даны задачи для самостоятельного расчёта различных систем рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки.

Приведены основные методы расчета распределения плотности молекулярных потоков по поверхностям вакуумных установок. Исследованы основные методы моделирования вакуумных условий с заданной плотностью молекулярных потоков. На примерах рассмотрен расчет распределения плотности молекулярных потоков по поверхностям вакуумных установок стандартных геометрических форм методами угловых коэффициентов и методом Монте-Карло (метод пробной частицы).

Изложены методики расчета и вопросы оптимизации и выбора проточной части центробежного компрессора. Представлен алгоритм расчета. Рассмотрено конструирование рабочих колес, диффузоров, обратно-направляющих аппаратов, концевых лабиринтных уплотнений. Даны примеры расчетов основных элементов ступеней.

Изложены основные закономерности построения вакуумных систем. Рассмотрены основные схемы низковакуумных, высоковакуумных и сверхвысоковакуумных систем. Дано обоснование выбора средств откачки для конкретных условий. Приведены примеры расчета вакуумных систем. Рассмотрены понятия и законы, используемые при расчете высоковакуумных систем, а также дано теоретическое определение проводимости основных их элементов (диафрагмы, вакуумпроводы различного сечения) при молекулярном, вязкостном и переходном режимах течения газа.

Изложены основы молекулярно-кинетической теории газов, теории сорбции, необходимые для понимания процессов, происходящих в вакуумных насосах различного принципа действия и в вакуумных системах в целом. Приведены понятия и законы, используемые при расчете высоковакуумных систем, а также методики определения проводимости их основных элементов при молекулярном, вязкостном и переходном режимах течения газа. Рассмотрены принципы действия основных типов вакуумных насосов.

Рассмотрены принципы работы и устройство ветроустановок различного типа, а также особенности их регулирования (управления).

Написано в соответствии с действующей программой дисциплины СД.03.02 «Монтаж, испытания и эксплуатация вакуумного оборудования» специализации 150801-02 «Вакуумные машины и установки». Рассмотрены основные положения системы испытаний продукции вакуумного машиностроения. Представлены основные методы испытаний вакуумного оборудования.

Рассмотрены основные методы контроля и способы обеспечения герметичности пневматических и пневмогидравлических систем. При- ведены сведения о составе, основах проектирования и расчете линий связи пневматических систем.

Рассмотрены вопросы подготовки сжатого газа перед подачей потребителю и подбора ресиверов на компрессорных станциях общего назначения.

Рассмотрены основные вопросы математического моделирования стохастических и детерминированных процессов на основании эмпирических данных, а также формирования аналитических математических моделей. Приведены примеры построения математических моделей и задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены основы диагностического обследования газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций, основы планирования и проведения работ по диагностике.

Даны основные определения и классификация компрессорных станций. Рассмотрены компрессорные станции общего назначения, воздухопроводы компрессорных станций (конструирование и расчет). Приведены методы расчета нагрузки и производительности, рекомендации по выбору компрессоров, компоновки компрессорных станций и машинного зала и расчету системы вентиляции машинного зала.

Во 2-м издании учебного пособия рассмотрены вопросы термогазодинамического расчета, конструирования и прочностного анализа элементов проточной части центробежных компрессоров; описано термогазодинамическое проектирование проточной части с применением методики расчета через безразмерные параметры; приведены примеры выполнения термогазодинамических и прочностных расчетов.

Изложены основные сведения по планированию эксперимента методом «псевдокомпонентов». Представлены контрольные примеры по построению симплекс-решетчатых планов, обеспечивающих исследование свойств смесей при наличии ограничивающих условий на отдельные компоненты.

Изложены основные сведения по основным методам сушки влажных материалов, расчету оптимальных режимов работы сушильных аппаратов в условиях вакуума. Представлены лабораторные работы по спецкурсу «Вакуумные технологии».

Рассмотрены вопросы, касающиеся технологии производства ремонтных работ по восстановлению работоспособности насосного и компрессорного оборудования, колонной и реакционной аппаратуры, приведены виды систем диагностики, используемых для контроля исправного состояния оборудования.

Рассмотрены свойства разреженных газов; режимы и закономерности их течения; массо – и теплоперенос и электрические явления в условиях вакуума; способы и средства его получения; понятийный аппарат вакуумной техники; алгоритм проектирования высоко- и сверхвысоковакуумных систем. Приведен краткий обзор областей практического использования вакуума как уникальной технологической среды. Представлена ретроспектива развития физики и техники вакуума.

Рассмотрены основные требования к вакуумным системам современных источников синхротронного излучения (СИ), особенности их проектирования и расчета. Основной акцент сделан на определяющую роль поверхности в сверхвысоковакуумных установках. Рассмотрены современные подходы к использованию компактных комбинированных насосов, распределенных насосов на основе геттерных материалов и покрытий в реализации эффективной откачки остаточных газов в протяженных вакуумных системах.

Представлены наиболее распространенные типовые задания, выполнение которых позволит студентам освоить практическую часть курса «Теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров».

В учебном пособии рассмотрены основы теории компрессорных машин динамического действия, особенности конструкций и методики проектирования элементов проточной части данных машин, а также вопросы их эксплуатации.

В учебном пособии представлены основные положения теоретических основ теплотехники: техническая термодинамика, термодинамические циклы, основы трансформации теплоты.

Изложены особенности принципа действия и конструктивного исполнения спиральных компрессоров, представлена методика и последовательность выполнения расчета спирального компрессора. Приведены примеры термодинамического расчета спирального компрессора, расчета основных геометрических параметров спирали, а также расчета сил и моментов, действующих в спиральном компрессоре.

Практикум содержит методические рекомендации к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Компрессорные и расширительные машины динамического действия», «Компрессорно-расширительные машины технологических установок», «Теория, расчёт и конструирование компрессорных машин динамического действия», «Проектирование и эксплуатация компрессорных станций». Цикл лабораторных работ подготовлен по трём темам: «Изучение конструкций и элементов турбомашин», «Экспериментальное получение газодинамических характеристик турбокомпрессоров»; «Вибродиагностика и балансировка роторов турбомашин».

В пособии даны описание устройства, правила эксплуатации, порядок разборки и сборки типовых центробежных насосов, наиболее распространенных в нефтяной промышленности при осуществлении различных технологических процессов, связанных с перекачкой воды и нефти. Дается подробное описание характерных конструктивных особенностей отдельных узлов и деталей, присущих отдельным типовым конструкциям центробежных насосов. Приведены контрольные вопросы для самостоятельной проверки знаний по устройству и эксплуатации центробежных насосов.

Рассмотрены технологические процессы изготовления и сборки основных деталей и сборочных единиц поршневых, центробежных и винтовых компрессоров, применяемых в конструкциях отечественных компрессорных и холодильных машин и установок. Особое внимание уделено обоснованию выбора применяемых материалов, методов получения заготовок и оптимальных для каждого конкретного случая методов термической обработки. Приведены технологические планы общей сборки поршневых, центробежных и винтовых компрессоров.

Содержит задания для самостоятельной работы по дисциплине «Монтаж и эксплуатация вакуумного оборудования», методические указания к лабораторным работам, вопросы для самостоятельной подготовки, нормативно-техническую документацию по монтажу и эксплуатации вакуумного оборудования.

Рассмотрены вопросы выбора и использования в различных схемных решениях наиболее важных элементов информационной подсистемы, входящей в пневматическую систему автоматического управления (САУ): путевых выключателей, струйных датчиков, клапана последовательности, а также вспомогательной аппаратуры. Пособие продолжает собой цикл методических материалов, позволяющих получить достаточно полное представление об элементной базе пневматических САУ.

Рассмотрены принцип действия, конструктивные разновидности и характеристики безмасляных спиральных вакуумных насосов, а также влияние геометрических параметров спирали и концевого участка на характеристики насосов. Проанализированы технические решения, используемые в НВСп, и выделены их достоинства и недостатки.

Рассмотрены явления газодинамической нестационарности центробежных компрессоров с электромагнитным подвесом ротора, проблемы проведения газодинамических испытаний этих компрессоров в условиях эксплуатации, экспериментальное определение линии границы газодинамической неустойчивости и области рабочих точек на характеристике компрессора, гарантирующих его безопасную работу. Представлены особенности проведения помпажного тестирования центробежных компрессоров с электромагнитным подвесом ротора в условиях эксплуатации.

Представлен краткий конспект лекций по дисциплине «Теория, расчёт и конструирование поршневых компрессоров». Предназначен для самостоятельного изучения предмета студентам специальности 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» дистанционной, заочной и дневной форм обучения.

Содержит краткое описание методов расчета вакуумных систем и справочные данные по характеристикам вакуумных насосов, газовыделению, проводимости. Направлено на отработку студентами навыков решения конкретных инженерных задач в части определения характеристик и выбора насосов, согласования насосов при совместной работе, определения времени откачки, времени напуска газа, газовыделения и герметичности с выполнением необходимых расчетов, оформлением пояснительной записки и графическим изображением схемы вакуумной системы.

В сборнике представлены материалы Шестой Российской студенческой научно-технической конференции «Вакуумная техника и технология».

В пособии содержатся тексты, взятые из оригинальной научно-технической литературы на английском языке, словари, включающие активную лексику (прежде всего терминологию), лексико-грамматические упражнения, способствующие развитию навыков чтения и перевода научно-технической литературы, а также умения вести беседы на профессиональные темы.

Изложены теория и методика выполнения лабораторных работ по дисциплинам Б1.В.ОД.3 «Компрессорные установки и газоперекачивающие агрегаты», Б1.В.ОД.4 «Основы проектирования компрессорных установок и газоперекачивающих агрегатов». Содержит девять лабораторных работ по описанию конструкции центробежного компрессора (ЦК), монтажу, подготовке к работе и эксплуатации ЦК, экспериментальному определению характеристик ЦК и сети, экспериментальному определению мощности ЦК, способам регулирования характеристик ЦК и сети, определению вибрационных и шумовых характеристик ЦК и его переходных режимов, расчету осевой газодинамической силы.

Рассмотрены устройство, принцип действия, конструктивные разновидности, достоинства и недостатки бесконтактных безмасляных вакуумных насосов – двухроторных, спиральных, кулачково-зубчатых и винтовых. Представлен порядок расчета зависимости быстроты действия от давления и порядок проведения экспериментального исследования характеристик насосов.

В пособии рассматриваются основные положения и теоретические вопросы по системам воздухоснабжения, газоснабжения, мазутоснабжения, производственного водоснабжения промышленных предприятий. Даны принципы выбора основного и вспомогательного оборудования. Приведены пути и способы экономии энергетических ресурсов при производстве и распределении сжатого воздуха. Изложены вопросы по обеспечению промышленных предприятий продуктами разделения воздуха.

Рассмотрены основные теоретические положения по газовой динамике сплошных и разреженных сред, а также расчетные и конструктивные решения по вакуумным насосам и компрессорам. Содержит девять лабораторных работ: по измерению параметров воздушного потока, исследованию параметров потока газа и потерь в плоском диффузоре, измерению на типовой вакуумной установке, измерению длины свободного пробега атомов паров металла при пониженных давлениях, а также по исследованию работы и снятию основных характеристик водоструйных, водокольцевых, пластинчато-роторных и мембранных компрессоров и вакуумных насосов.