Введение
1 Анализ существующих путей повышения эффективности работы поршневых компрессоров и насосов
1.1 Основные пути повышения эффективности работы поршневых компрессоров.
1.1.1 Улучшение охлаждения сжимаемого газа
1.1.2 Уменьшение утечек сжимаемого газа
1.1.3 Уменьшение работы сил трения
1.2 Основные пути повышения эффективности работы поршневых насосов
1.2.1 Уменьшение вероятности кавитационных явлений на всасывании
1.2.2 Уменьшение утечек и перетечек жидкости
1.2.3 Уменьшение подводимой работы в процессах сжатия и нагнетания за счет
использования внешнего теплообмена .
1.3 Сравнительный анализ преимуществ и недостатков применяемых систем
охлаждения поршневых компрессоров
1.3.1 Воздушное охлаждение
1.3.2 Водяное охлаждение
1.3.3 Впрыск охлаждающей жидкости
1.3.4 Анализ основных преимуществ объединения компрессоров и насосов объемного действия в единый агрегат
1.4 Анализ существующих методов расчета рабочих процессов компрессоров и насосов объемного действия 35
1.4.1 Математическая модель рабочих процессов компрессоров объемного действия
1.4.2 Методы расчета рабочих процессов насосов объемного действия .
1.5 Анализ конструкций гибридных энергетических машин объемного действия
1.6 Выбор объекта исследования. Цели и задачи исследования
2 Математическое моделирование рабочих процессов поршневой гибридной энергетической машины с газовым объемом на всасывании
2.1 Система основных принимаемых допущений
2.2 Математическое моделирование рабочих процессов в газовых полостях
постоянного и переменного объема .63
2.2.1 Первый закон термодинамики тела переменой массы .64
2.2.2 Уравнение сохранения массы 65
2.2.3 Уравнение динамики запорного органа самодействующего клапана .66
2.2.4 Уравнение состояния 69
2.2.5 Определение внешнего теплообмена и массовых потоков .69
2.2.6 Система основных уравнений для моделирования рабочих процессов в газовых полостях постоянного и переменного объема .72
2.3 Математическая модель течения жидкости в насосной секции 74
2.3.1 Расчет течения жидкости на основе уравнения сохранения энергии .76
2.3.2 Расчет течения жидкости на основе уравнения движения .82
2.3.3 Анализ влияния сил инерции при движении жидкости в насосной
секции .84
2.4 Особенности реализации математической модели 88
3 Экспериментальное исследование поршневой гибридной энергетической машины с газовым объемом на всасывании .90
3.1 Описание экспериментального стенда и объекта исследования 90
3.2 Методика измерений и визуализации основных термодинамических и расходных параметров 100
3.2.1 Измерение мгновенного давления 101
3.2.2 Измерение расхода жидкости .104
3.2.3 Визуализация движения жидкости в системе охлаждения 105
3.2.4 Измерение расхода газа .106
3.2.5 Измерение температуры газа, жидкости и поверхности стенок цилиндра .108
3.2.6 Измерение частоты вращения приводного вала поршневой гибридной энергетической машины 111
3.3 План экспериментальных исследований 112
3.4 Оценка погрешности основных измеряемых величин .113
3.5 Подтверждение адекватности математической модели рабочих процессов ПГЭМОД с газовым объемом на всасывании .116
3.6 Основные результаты экспериментальных исследований опытного образца для подтверждения работоспособности .120
3.7 Расход жидкости в системах жидкостного охлаждения, применяемых в компрессорах .130
4 Параметрический анализ влияния основных эксплуатационных и геометрических параметров на рабочие процессы, расходные и энергетические характеристики поршневой гибридной энергетической машины с газовым объемом на всасывании 132
4.1 Анализ влияния отношения давления нагнетания к давлению всасывания компрессорной секции .135
4.2 Анализ влияния угловой скорости вращения коленчатого вала 145
4.3 Анализ влияния длины и диаметра соединительного трубопровода .154
4.4 Анализ влияния диаметра и длины рубашечного пространства 171
4.5 Анализ влияния величины газового объема на всасывании 183
Заключение 190
Список литературы
