Поршневые детандеры (90
..pdf
процесс расширения p
|
2 |
процесс сжатия p |
×V m |
5 |
5 |
×V2n
= p
|
n |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
V2 |
|
||
= p i |
×Vi |
, pi |
= p2 |
|
||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Vi |
|
||
m |
|
|
|
m |
|
|
||
|
|
|
V5 |
|
|
|
||
i ×Vi |
|
|
|
, |
|
|||
, pi = p5 |
|
|
||||||
|
|
|
Vi |
|
|
|
||
где m – показатель политропы при обратном поджатии в процессе 5-6, принимаем
m = 0,98·k = 1,372.
Задаваясь промежуточным объёмом Vi, определяем соответствующее давление рi в данной
точке:
V ¢ = 2×10−4 м3 |
; p¢ |
|
|
1,616 1,358 |
|
|
|
|||||||||||
= 3,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2,695 МПа; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2 |
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V ¢¢ = 2,5 ×10−4 |
|
|
|
|
|
|
1,616 1,358 |
|
||||||||||
м3 ; p¢¢ = 3,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1,991 МПа; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
V ¢¢¢= 3×10−4 м3 ; |
|
p¢¢¢ = 3,6( |
1,616 |
) |
1,358 |
= 1,554 МПа; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
V ¢¢¢¢ = 3,5×10−4 м3 ; |
p¢¢¢¢ |
= 3,6( |
1,616 |
)1, 358 |
= 1,26 МПа; |
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
V ¢ = 0,35 ×10−4 |
м3 ; |
p¢ = 0,642( |
0,456 |
) 1, 372 |
= 0,923 МПа. |
|||||||||||||
|
||||||||||||||||||
5 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
0,35 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Рис. 20. Расчетная индикаторная диаграмма детандера
Индикаторную диаграмму необходимо построить, используя возможности мастера диа- грамм табличного процессора Excel.
Оформить отчет по работе, сделать выводы, сдать зачет преподавателю.
21
6.Контрольные вопросы
1.Назначение, основные типы детандеров, области их применения.
2.Схема поршневого детандера классического типа, его элементы, рабочие процессы и индикаторная диаграмма.
3.Назначение маховика, крейцкопфа, устройства торможения детандера.
4.Прямоточные схемы детандеров с одним клапаном и без клапанов, их индикаторные диаграммы, особенности рабочих процессов.
5.Свободнопоршневые детандер-компрессоры, типы и принцип работы.
6.Уплотнение поршня детандера, типы и схемы уплотнений.
7.Конструкция детандера ДВД-2: механизм движения, уплотнение поршня, клапанные узлы, привод клапанов, защита от аварийных режимов.
8.Конструкция детандера ДВД-13: механизм движения, конструкция поршня, клапанные узлы, привод клапанов, защита от аварийных режимов, сапун.
9.Детандеры с внутренним приводом клапанов, конструкция, принцип работы.
10.Основы теплового расчета поршневого детандера.
11.Явление разноса, регулирование холодопроизводительности детандера.
Библиографический список
1.Теплофизические свойства криопродуктов: учебное пособие для вузов / Л.А. Акулов
[и др.]. – СПб.: Политехника, 2001. – 243 с.
2.Криогенные поршневые детандеры / А.М. Архаров [и др.]; общ. ред. А.М. Архарова. – М.: Машиностроение, 1974. – 240 с.
3.Криогенные системы: основы проектирования аппаратов и установок / А.М. Архаров [и др.]. – М.: Машиностроение, 1987. – 536 с.
4.Архаров, А.М. Техника низких температур / А.М. Архаров, И.В. Марфенина, Е.И. Ми- кулин; под. ред. Е.И. Микулина. – 2- е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1975. – 511 с.
5.Бумагин, Г.И. Поршневые криогенные детандеры: учебное пособие / Г.И. Бумагин. –
Омск: ОМТУ, 2004. – 104 с.
6.Справочник по физико-техническим основам криогеники / М.П. Малков [и др.]; общ. ред. М.П. Малкова. – М.: Энергия, 1973. – 392 с.
7.Микулин, Е.И. Криогенная техника / Е.И. Микулин. – М.: Машиностроение, 1969. – 272 с.
8.Новотельнов, В.Н. Криогенные машины / В.Н. Новотельнов, А.Д. Суслов. – СПб.: По-
литехника, 1991. – 335 с.
9.Расширительные машины / К.И. Страхович [и др.]; под ред. К.И. Страховича – М.: Ма- шиностроение, 1966. – 296 с.
22
Приложение 1
Ряды линейных размеров, мм (ГОСТ 6636-69)
|
Ra5 |
|
|
Ra10 |
|
Ra20 |
|
Ra40 |
|||
1,0 |
10 |
100 |
1,0 |
10 |
100 |
1,0 |
10 |
100 |
1,0 |
10 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,05 |
10,5 |
105 |
|
|
|
|
|
|
1,1 |
11 |
110 |
1,1 |
11 |
110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,15 |
11,5 |
115 |
|
|
|
1,2 |
12 |
125 |
1,2 |
12 |
125 |
1,2 |
12 |
125 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,3 |
13 |
130 |
|
|
|
|
|
|
1,4 |
14 |
140 |
1,4 |
14 |
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
15 |
150 |
1,6 |
16 |
160 |
1,6 |
16 |
160 |
1,6 |
16 |
160 |
1,6 |
16 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,7 |
17 |
170 |
|
|
|
|
|
|
1,8 |
18 |
180 |
1,8 |
18 |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,9 |
19 |
190 |
|
|
|
2,0 |
20 |
200 |
2,0 |
20 |
200 |
2,0 |
20 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,1 |
21 |
210 |
|
|
|
|
|
|
2,2 |
22 |
220 |
2,2 |
22 |
220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,4 |
24 |
240 |
2,5 |
25 |
250 |
2,5 |
25 |
250 |
2,5 |
25 |
250 |
2,5 |
25 |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,6 |
26 |
260 |
|
|
|
|
|
|
2,8 |
28 |
280 |
2,8 |
28 |
280 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,0 |
30 |
300 |
|
|
|
3,2 |
32 |
320 |
3,2 |
32 |
320 |
3,2 |
32 |
320 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,4 |
34 |
340 |
|
|
|
|
|
|
3,6 |
36 |
360 |
3,6 |
36 |
360 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,8 |
38 |
380 |
4,0 |
40 |
400 |
4,0 |
40 |
400 |
4,0 |
40 |
400 |
4,0 |
40 |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,2 |
42 |
420 |
|
|
|
|
|
|
4,5 |
45 |
450 |
4,5 |
45 |
450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,8 |
48 |
480 |
|
|
|
5,0 |
50 |
500 |
5,0 |
50 |
500 |
5,0 |
50 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,3 |
53 |
530 |
|
|
|
|
|
|
5,6 |
56 |
|
5,6 |
56 |
560 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,0 |
60 |
600 |
6,3 |
63 |
|
6,3 |
63 |
|
6,3 |
63 |
|
6,3 |
63 |
630 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,7 |
67 |
670 |
|
|
|
|
|
|
7,1 |
71 |
|
7,1 |
71 |
710 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,5 |
75 |
750 |
|
|
|
8,0 |
80 |
|
8,0 |
80 |
|
8,0 |
80 |
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8,5 |
85 |
850 |
|
|
|
|
|
|
9,0 |
90 |
|
9,0 |
90 |
900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9,5 |
95 |
|
|
|
|
|
Приложение 2 |
|
Исходные данные к расчету поршневого воздушного детандера |
|||
|
|
|
|
|
Вариант № |
Рн, МПа |
Рк, МПа |
Тн, К |
m0, кг/ч |
1 |
6 |
0,5 |
190 |
275 |
2 |
10 |
0,55 |
185 |
300 |
3 |
12 |
0,5 |
180 |
310 |
4 |
14 |
0,52 |
175 |
340 |
5 |
6 |
0,15 |
170 |
390 |
6 |
8,7 |
0,3 |
160 |
410 |
7 |
16,5 |
0,55 |
185 |
425 |
8 |
18 |
0,6 |
190 |
450 |
9 |
8 |
0,2 |
195 |
475 |
10 |
7 |
0,3 |
180 |
400 |
11 |
7,5 |
0,25 |
178 |
250 |
12 |
5 |
0,1 |
182 |
325 |
13 |
15 |
0,75 |
195 |
260 |
14 |
7,5 |
0,48 |
180 |
440 |
15 |
7,75 |
0,42 |
200 |
370 |
16 |
7,9 |
0,7 |
205 |
490 |
17 |
8,1 |
0,75 |
180 |
500 |
18 |
7 |
0,7 |
200 |
510 |
19 |
8,5 |
0,72 |
180 |
525 |
20 |
8,8 |
0,78 |
176 |
360 |
21 |
6,8 |
0,74 |
170 |
520 |
22 |
8,4 |
0,62 |
190 |
340 |
23 |
8,7 |
0,65 |
200 |
460 |
24 |
6,95 |
0,695 |
190 |
325 |
25 |
8 |
0,64 |
185 |
215 |
24