Оценка применимости одноступенчатых поршневых длинноходовых тихоходных компрессоров в низкотемпературных холодильных машинах

Аннотация

Рассмотрены рабочие процессы и интегральные характеристики низкотемпературных аммиачных одноступенчатых поршневых длинноходовых тихоходных компрессоров. Представлена методика расчёта действительного рабочего процесса ступени такого компрессора, учитывающая такие основные факторы, как процессы нестационарной теплопередачи между рабочим телом в цилиндре и внешней охлаждающей средой; процессы течения рабочего тела через неплотности в клапанах и в уплотнениях цилиндропоршневой группы; динамика движения запорного органа клапанов и др. В качестве интегральных показателей рассмотрены коэффициент подачи, холодильный коэффициент, температура нагнетания. В качестве независимых параметров рассмотрены: температуры конденсации и кипения, основные размеры и параметры ступени, температура охлаждающей среды и коэффициент теплоотдачи на внешней поверхности цилиндра, а также диаметры седла клапанов всасывания и нагнетания. Выполнен сравнительный анализ эффективности рабочего процесса рассматриваемой ступени при температуре конденсации 303 К и температурах кипения в диапазоне от 243 К до 173 К. Исследована взаимосвязь основных размеров и параметров ступени, а также температуры кипения аммиака с интегральными характеристиками рассматриваемого компрессора. Полученные результаты теоретического анализа позволяют оценивать возможность замены многоступенчатых и каскадных низкотемпературных холодильных компрессоров альтернативными одноступенчатыми на базе тихоходной длинноходовой ступени как перспективную.