Авторы

Сравнительный анализ методов расчета процесса теплообмена в ступенях компрессоров объемного принципа действия

DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-4-15-20
УДК 621.51

Сравнительный анализ методов расчета процесса теплообмена в ступенях компрессоров объемного принципа действия

Прилуцкий И.К. , Молодова Ю. И., Татаренко Ю.В.

Ссылка для цитирования: Прилуцкий И.К., Молодова Ю.И., Татаренко Ю.В. Сравнительный анализ методов расчета процесса теплообмена в ступенях компрессоров объемного принципа действия // Вестник Международной академии холода. 2022. № 4. С. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-4-15-20

Аннотация
Еще в XX веке учеными предлагались различные методики для расчета коэффициента теплоотдачи, но, в основном, они относились к двигателям внутреннего сгорания. В настоящей работе представлен уточненный расчет коэффициента теплоотдачи применительно к компрессорному процессу, протекающему в цилиндре поршневого компрессора с линейным приводом. Проведено сравнение различных методик расчета коэффициента теплоотдачи. Предлагаемая авторами методика реализована в пакетном продукте КОМДЕТ-ВКА-2021. Полученные результаты выявили, что при расчете по другим методикам не учитывается влияние характерной скорости в процессе всасывания газа в цилиндр поршневого компрессора. Следует отметить, что наиболее близкий результат относительно «методики КОМДЕТ-ВКА-2021» получен согласно формуле Г. Эйхельберга, но и в этом варианте отсутствует учет характерной скорости в процессе всасывания. Результаты исследования показывают, что учет скорости движения газа в цилиндре приводит к более точному определению коэффициента теплоотдачи в цилиндре поршневого компрессора с линейным приводом, что далее сказывается при определении других характеристик компрессора.

Ключевые слова: теплообмен, коэффициент теплоотдачи, Вошни, Эйхельберг, поршневой компрессор, численный анализ.

Список литературы

Литература

1. Nusselt W. Der Waermeuebergang in der Verbrennungskrafts maschine // Z. Ver. Dtsch. Ing. 1923. Vol. 67.P. 692.

2. Eichelberg G.Some New Investigations onOld Combustion-EngineProblems // Engineering. 1939.Vol 148.P. 547.

3. Annand W.D. Heat Transfer in the Cylinders of Reciprocating InternalCombustion Engines //Proc. Instn. ofMech. Engrs. 1963. Vol. 177. No. 36. Р. 973.

4. Woschni G. A universally Applicable Equation for the Instantaneous Heat Transfer Coefficient in the Internal Combustion Engine// SAE Transactions. 1967. Vol. 76. Р.3065.

5. Adair R.P., Qvale E.B., Pearson J.T. Instantaneous heat transfer to the cylinder in reciprocating compressors // Proceedings of the International Compressor Engineering Conference at Purdue University. 1972. Р. 521-526.

6.Chong M.S., Watson H.C. Prediction of heat and mass transfer during compression in reciprocating compressors // Proceedings of the International Compressor Engineering Conference at Purdue University. 1976. Рaper 230. Р. 466-472.

7. Keribar R., Morel T. Heat transfer and component temperature prediction in reciprocating compressors// Proceedings of the International Compressor Engineering Conference at Purdue University. 1988. Р. 454-463.

8. Liu R.H., Zhou Z.C. Heat transfer between gas and cylinder wall of refrigerating reciprocating compressor // Proceedings of the International Compressor Engineering Conference at Purdue University. 1984. P. 110-115.

9. Pereira E.L.L., Deschamps C.J., Ribas Jr. F.A. Numerical analysis of heat transfer inside the cylinder of reciprocating compressors in the presence of suction and discharge processes // Proceedings of the International Compressor Engineering Conference at Purdue University. 2010. no. 1310.

10. Tan K.M., Ooi K.T. Heat transfer in compression chamber of a revolving vane (RV) compressor // Appl. Therm. Eng. 2011. vol 31 no 8–9. Р.1519–1526.

11. Yuhong S., Bo Z., Dianbo X., Donghui Y., Xueyuan P.3-D finite element simulation of the cylinder temperature distribution in boil-off gas (BOG) compressors // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2012. Vol. 55. Р. 7278-7286.

12. Žak Z., Emrich M., Takats M., Macek J. In-cylinder heat transfer modelling // MECCA. 2016. vol 03. P. 2-10.

13. Кабанов А.Н. Выбор методики расчета процесса теплоотдачи в газовом двигателе с искровым зажиганием // Автомобильный транспорт, вып. 30. 2012. С. 96-102.

14. Пеньков М.М., Казимиров А.В., Молостов А.В., Прилуцкий И.К., Ведерников М.В., Молодова Ю.И., Горбушин А.Л. Ступень поршневого компрессора с жидкостным охлаждением. Патент RU 2734088 от 09.12.2019, опубл. 12.10.2020, Бюл. № 29.

15. Программа «КОМДЕТ» (Инструкция пользователю): методические указания к практическим занятиям по дисциплинам «Машины низкотемпературной техники», «Компрессорные машины», «Расширительные машины» / А.И. Прилуцкий, И.К. Прилуцкий, Д.Н. Иванов и др. СПб.: СПбГУНиПТ, 2009. 16 с.

16.Прилуцкий И.К., Прилуцкий А.И., Маковеева А.С., Молодов М.А. Алгоритм создания в программе КОМДЕТ-М рабочих веществ произвольного состава. СПб: Университет ИТМО, 2018. 79 с.

17. Прилуцкий И.К. Метод определения локальных текущих коэффициентов теплоотдачи в элементах ступеней машин объемного действия // Технические газы. 2013. № 4. с. 19-26.

18. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 472 с.

19. Zhao B., Du B., Peng X., Feng J. Effects of Low Suction Temperature on the Boil-off Gas compressor // International Compressor Engineering Conference. 2014. P. 2352.

Читать статью полностью