книги из ГПНТБ / Криогенные поршневые детандеры
..pdfD — диаметр цилиндра, в м; г — радиус кривошипа в м; со(1/с) — угловая скорость вращения вала детандера;
Х Г - Т ь - Т г , " В град,
Т i — средняя температура всей поверхности, участвующей в теплообмене на i-ом процессе;
IjldFt
Тчср
$ d F t
где Ti —температура участка поверхности dFi на i-ом процессе; Т г (Ср — средняя температура газа на /-ом процессе в рабочем
объеме определяется графическим интегрированием соответст вующих участков температурной осциллограммы. Средний коэф фициент теплоотдачи в цилиндре детандера за полный оборот
2 а <т <-
Яср
1цикла
Точность такого метода определения коэффициента теплоот дачи невысока, однако он позволяет с достаточной достоверно стью выявить качественную картину явления. Результаты обра ботки по такой методике экспериментальных данных по ряду машин указывают на общую закономерность изменения а» в цилиндре детандера. Величины а,- колеблются в десятки раз, достигая в процессе наполнения значения нескольких тысяч Вт/(м2-град) и падая до нескольких сотен (и даже десятков) ВТ/(м2• град) в процессе выталкивания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агарев Е. М., Медовар Л. Е., Тимохин А. А. Электронные индикаторы дав ления с малогабаритными пьезокерамическими датчиками.— «Холодильная техника», 1967, № 7 , с. 55—58.
2.Антипенков Б. А., Беляков В. П., Давыдов Л. Б. Основные тенденции развития турбодетандеростроения в СССР.— «Химическое и нефтяное маши ностроение», 1970, № 4, с. 28—31.
3.Арсеньев Ю. Д . Теория подобия в инженерных экономических расче
тах. М.,— «Высшая школа», 1967, с. 260.
4.Архаров А. М. Изменение температур рабочего тела в обобщенном цикле объемной расширительной машины.— «Известия вузов. Машинострое ние», 1968, № 6, с. 144— 150.
5.Архаров А. М. Низкотемпературные газовые машины. М., «Машино
строение», 1969. с. 223. |
И. К. Температурная диаграмма детандера |
|
6. Архаров А. М., Буткевич |
||
и проверка |
основных положений |
теории циклов. «Известия вузов. Машино |
строение», |
1968, № 8, с. 109—-ИЗ. |
|
7.Архаров А. М. и др. Техника низких температур. М., «Энергия», 1964,
с. 448.
8.Архаров А. М., Шишов В. В. Анализ температурного поля теплоизоли
рованного неограниченного полого цилиндра при теплообмене на внутренней поверхности. «Известия вузов. Машиностроение», 1971, № 1, с. 124— 127.
9.Архаров А. М., Буткевич И. К. Анализ потерь холодопроизводительности гелиевого поршневого детандера от регенеративного теплообмена. Труды МВТУ, 1969, вып. 132, с. 179—190.
10.Архаров А. М. Термодинамический метод и некоторые задачи техники
низких температур. М., «Высшая школа», 1962, с. 180.
11.Асеев Е. Н. и др. Конструирование и расчет безвальных генераторов газа. М., Машгиз, 1962, с. 355.
12.Бежанишвили Э. М., Смыслов В. И. К оценке качества поршневых хо
лодильных компрессоров. «Химическое и нефтяное машиностроение», 1970, № 1, с. 33—34.
13. Белоногов А. В., Поваров Ю. И., Добров В. М., Буткевич И. К. Реф рижератор с гелиевым холодильным циклом и детандером для обратной кон денсации паров водорода.— «Химическое и нефтяное машиностроение», 1971,
№7, с. 40—41.
14.Белушкин В. А., Готвянский Н. Ф. Двухцилиндровый поршневой де
тандер с самодействующими клапанами выпуска. Вып. ОИЯИ, р8—55—39.
1970, с. 8.
15.Белушкин В. А., Готвянский Н. Ф. Новый поршневой детандер с внут ренним приводом клапанов для водородного ожижителя,— «Химическое и нефтяное машиностроение», 1972, № 1, с. 36—39.
16.Бояринов А. И., Кафаров В. В. Методы оптимизации в химической
технологии. М., «Химия», 1969, с. 560.
17. Бродянский В. М., Грачев А. Б. Поршневой непрямоточный детандер с внутренним приводом клапанов.— «Кислородное и автогенное машинострое ние». ЦИНТИХимнефтемаш, 1966, вып. 1, с. 10—12.
235
18.Будневич С. С. Процессы глубокого охлаждения. М.— Л., «Машино строение», 1966.
19.Буткевич И. К., Добров В. М. Гелиевый поршневой детандер с ман
жетным уплотнением поршня.— «Химическое и нефтяное машиностроение», 1968, № 8, с. 4—5.
20.Буткевич К. С. и др. Поршневые детандеры для воздухоразделитель ных установок среднего давления.— «Криогенное, кислородное и автогенное машиностроение», ЦИНТИХимнефтемаш, 1969, № 1, с. 11— 12.
21.Буткевич К. С., Докшицкий Е. А. Усовершенствование детандера ДВД-13. — «Кислородное и автогенное машиностроение». ЦИНТИХимнефте маш, 1967, вып. 1, с. 2.
22.Буткевич К. С., Ишкин И. П., Разумов Б. Эксплуатация кислородных установок. М., Машгиз, 1949, с. 230.
23.Василенко А. Н. Экспериментальное исследование поршневого детан
дера высокого давления.— «Кислород», 1958, № 5, с. 10—21.
24.Вукалович М. П., Новиков И. И. Техническая термодинамика. М., «Энергия», 1968, с. 496.
25.Гейнрихс Г. К. Судовые и береговые кислородные установки Л., Суд-
промгиз, |
1963, с. |
342. |
26. Герш С. |
Я. Глубокое охлаждение, ч. I. М.— Л., Госэнергоиздат, 1957, |
|
с. 392, ч\ |
II, М.— Л., Госэнергоиздат, 1960, с. 495. |
|
27.Гальцина Р. И., Буткевич К. С. и др. Изготовление и испытание на стенде первого опытного образца детандера среднего давления ЗАД 6/50 для установки АК-0,6. «Кислородное и автогенное машиностроение». Москва, ЦИНТИХимнефтемаш, 1967, вып. 1, с. 1—2.
28.Глизманенко Д. П. Получение кислорода. М., «Химия», 1965, с. 750.
29.Головинцов А. Г. Определение экономичности поршневого детанде
ра,— «Известия вузов. Машиностроение», 1959, № 4, с. 3—9.
30.Гохштейн Д . П. Современные методы термодинамического анализа энергетических установок. М., «Энергия», 1969, с. 368.
31.Грачев А. Б. Измерение давления и температуры в цилиндре поршне
вого детандера малоинерционными датчиками. «Кислородное и автогенное машиностроение»,— ЦИНТИХимнефтемаш, 1966, № 2, с. 10— 12.
32.Гридин В. Б. Прямоточный поршневой детандер с обратным сжати ем.— «Кислород», 1959, № 3, с. 16—25.
33.Гридин В. Б., Миркин А. 3. Тенденции развития поршневых расшири тельных машин. ЦИНТИХимнефтемаш, 1971, с. 28.
34.Гридин В. Б., Миркин А. 3. Исследование рабочих процессов поршне
вых детандеров.— «Химическое и нефтяное машиностроение», 1971, № 9,
с. 19—21.
35. Гридин В. Б., Миркин А. 3. Расчет основных размеров свободнопорш невого детандер-компрессора.— «Известия вузов. Машиностроение», 1969,
№9, с. 101— 107.
36.Гухман А. А. Применение теории подобия к исследованию процессов теплообмена. «Высшая школа», М„ 1967, с. 303.
37.Данилов И. Б. Детандерные ожижители гелия.— «Вестник АН СССР»,
1963, № 5.
38. Данилов И. Б. Каскадный детандерный ожижитель гелия большой производительности.— «Химическое и нефтяное машиностроение», 1968,
№11.
39.Докшицкий Е. А., Буткевич И. К., Кудрявцев Е. А., Самохвалова В. П. Создание поршневого детандера-ожижителя.— «ЦИНТИХимнефтемаш. Экс пресс-информация, серия ХМ-6, 1972, № 3.
40.Измерение нестационарных температур и тепловых потоков. Сб. статей,
перев. с англ. М„ «Мир», 1966, с. 304.
41.Капица П. Л. Адиабатический метод ожижения гелия. «Успехи физ.
наук». 1935, т. 16, вып. 2, с. 145— 164.
42.Капица П. Л. Расчет гелиевого ожижительного цикла с каскадным включением детандеров.— «Ж. Т. Ф.», 1959, т. 29, № 4, с. 427—432.
236
43.Капица П. Л., Данилов И. Б. Детандерная установка для ожижения гелия. «Ж. Т. Ф.», 1961, т. 31, вып. 4, с. 486—494.
44.Капица П. Л., Данилов И. Б. Детандерный ожижитель гелия каскад
ного типа без посторонних хладагентов. «Ж.Т.Ф.», |
1962, т. 32, вып. 4, |
с. 457—460. |
|
45.Карагусов И. X. Исследование бессмазочных поршневых уплотнений. «Вопросы криогенной техники». ЦИНТИХимнефтемаш, М., 1968.
46.Кислород. Справочник под редакцией Д. Л. Глизманенко, ч. I, М., «Металлургия», 1967, с. 422.
47.Клименко А. П. Опытное исследование поршневого детандера. Труды института использования газа АН УССР, Киев, 1961, вып. 9.
48.Кулаков В. М., Докшицкий Е. А. Некоторые результаты исследования лабиринтного подвеса поршня. Сб. трудов совещания по газовой смазке, 1968,
ИМ АН СССР. |
газа. |
ГИТТЛ, М., |
1957, |
|
с. |
49. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и |
|||
784. |
|
|
|
|
ре |
50. Максимук Б. Я. Экспериментальное определение температур в цилинд |
|||
поршневой расширительной машины. Труды |
ин-та |
использования |
газа |
|
АН УССР, Киев, 1956, вып. 4, с. 73—86.
51.Малков М. П. и др. Справочник по физико-техническим основам глу бокого охлаждения. М.— Л., Госэнергоиздат, 1963, с. 416.
52.Мартыновский В. С. Анализ действительных термодинамических цик лов. М., «Энергия», 1972, с. 213.
53.Марфенина И. В., Микулин Е. И. К анализу регенеративного газового
холодильного цикла.— «Химическое и нефтяное |
машиностроение», 1962, |
№ 2, |
||
с. |
7— 13. |
|
низкотемпературных |
|
|
54. Микулин Е. И. Энтропийный анализ некоторых |
|||
циклов. Глубокий холод и кондиционирование. |
Труды |
МВТУ, 132, М., |
1969, |
|
с. |
46—62. |
|
|
|
55.Микулин Е. И. Криогенная техника. М., «Машиностроение», 1970.
56.Миркин А. 3. Свободнопоршневые детандер-компрессоры.— ЦИН ТИХимнефтемаш, 1969, № 2, с. 6.
57.Миркин А. 3. Процесс газообмена бесклапанного поршневого детан
дера.'— «Химическое и нефтяное машиностроение», 1970, № 5, с. 15— 17.
58.Михальцев В. Е. О соотношении энергетических параметров процессов
степлообменом в турбине и компрессоре.— «Известия вузов. Машинострое
ние», 1971, № 8, с. 108— 113.
59.Новые направления криогенной техники. Перев. с англ, под ред. проф.
Малкова М. П. М., 1966, с. 139.
60.Орлин А. С. и др. Двигатели внутреннего сгорания, т. 1. Машгиз,
1957, с. 393. |
|
|
|
|
61. Разделение воздуха методом глубокого охлаждения, под ред. Епифа |
||
новой В. И. и Аксельрода Л. С. М., «Машиностроение», 1973, т. |
1, с. 472, |
т. 2, |
|
с. |
568. |
«Химия», |
1967, |
|
62. Рожков И. В. и др. Получение жидкого водорода. М., |
||
с. |
180. |
|
|
63.Роуз-Инс А. Техника низкотемпературного эксперимента. Перев. с англ, под ред. Самойлова Б. И., «Мир», 1966, с. 214.
64.Скотт Р. Б. Техника низких температур, перев. с англ. Изд. иностр.
литер., 1962, с, 412.
65. Стечкин Б. С. Теоретические основы динамики тепловыделения. Инди каторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходно го поршневого двигателя, под ред. Стечкина Б. С. и Генкина К. И. М., Изд.
АН СССР, 1960, с. 53—62.
66. Столпер Л. М., Наринский Г. Б. Определение экономически оптималь ных параметров воздухоразделительных установок для получения кислорода, Сб. Криогенное, кислородное и автогенное машиностроение. — ЦИНТИХим нефтемаш, 1970, № 2.
67. Страхович К. И. и др. Расширительные машины. М.—Л., «Машино строение», 1966, с. 296.
237
68.Устенко Ф. В., Богданов В. С. Унифицированные поршневые детанде ры, высокого давления на единой базе для кислорододобывающих установок КжАж-0,04Т, АжК-0,02НТ и АжА-0,04Т. Криогенное, кислородное машино строение, реферативный сборник № 1. ЦИНТИХимнефтемаш, М., 1972, с. 5—6.
69.Усюкин И. П. и др. Машины и аппараты установок разделения возду ха методом глубокого охлаждения, атлас конструкций, под ред. Усюкина И. П.
М., Машгиз, 1959, с. 190.
70.Фастовский, В. Г., Петровский Ю. В., Ровинский А. Е. Криогенная тех ника. М., «Энергия», 1967, с. 414.
71.Физика низких температур, перев. с англ., под ред. Шальникова А. И.,
М„ И. Л. 1959, с. 937.
72. Френкель М. И. Поршневые компрессоры. «Машиностроение», 1969,
с. 741.
73.Чистяков Ф. М. Холодильные турбоагрегаты. М., «Машиностроение», 1967, с. 287.
74.Шишов В. В., Архаров А. М. Поток тепла через поверхность при пе риодическом изменении температуры среды.— «Известия вузов. Машинострое ние», 1970, № 12, с. 76—78.
75.Шмалько К. Я., Новотельное В. А. К вопросу выбора относительного мертвого пространства бесклапанного поршневого детандера.— «Хим. и нефт. машиностроение», 1968, № 2.
76.Штейн Л. А. Экспериментальные исследования гидравлических харак теристик клапанов поршневых детандеров. «Кислородное и автогенное маши ностроение»,— ЦИНТИХимнефтемаш, 1965, № 3, с. 9— 10.
77 Arkharov А. М., Gridin V. В., Mirkin A. Z. Designing and investignation of the free piston expander. XIII International Congress of Refrigeration, Washington, 1971.
78. Clark M. E., Gardner J. |
B. New development in expansion machinery |
for low temperature refrigeration. |
International cryogenic engineering confe |
rence, Japan, 1967. |
|
79.Clark M. E., Gardner J. B. «Gryogen Engng», London, Heywod Temple, Industr. Pubis, 1968.
80.Collins S. C., Cannady R. L. Expansion machines for low temperature
processes. Oxford University Press, 1958, p. 115.
81.Collins S. C. Helium refrigerator and liquefier. «Adv. in Cryogenic Eng.», v. 11, 1966, p. 11— 16.
82.Doll R., Eder F. X. Nenartige Expansionsmashine zum Erzeugung tiefer
Temperaturen. «Kaltetechnik», |
Bd. 16, 1964, No. 1, S. 5— 11. |
||
83. |
Linde |
Hermann, Lelier |
Hans. Die Bedeutung der Tieftemperatur technik- |
in der |
modern |
Wirtschaft. «Linde— Ber. Techn. und Wiss», 1968, No 25. |
|
84.Maraya W. A. and Holms G. W. An Analysis of the Performes of Large Reciprocating Expansion Engines with aid of a comput and laboratory proto type. «Adv. in Gryogenic Eng.», v. 8, 1963, p. 228—235.
85.Meissner W., Schmeissner F., Doll L., Heliumverfluziger mit Expan-
sionsmaschine und Hochdruckreiniger Kaltetechnik. 1959, Bd. 11, No 10,
S.317—320.
86.Morein W. A. Design of cryogenic expansion engine for tonnage hyd
rogen liquefaction. «Adv. in Gryogenic», vol. 12, New |
York, Plenum |
Press, |
1967. |
|
87. Radcenko V. Tendenity modern in constructia detentoarelor cu |
piston |
|||
«Constr. mas.», 1968, 20, |
No. 1. |
Refrigerators |
(to |
2°K) |
88. Robinson G. Y. |
Lagre-scale Low-temperature |
|||
for Nuclear Studies «Dechema-Monogr», 1968, 58, No. 1027— 1077.
89.Strobridge T. R. and Chelton D. B. Size and power requirements of 4,2K refrigerators. Advances in Cryogenic Engineering, 1967. V. 12, p. 276.
90.Strobridge T. R. Refrigeration for superconducting and cryogenic sys tems. IEEE Transactions on Nuclear Science. 1969, V. NS-16, No. 13, p. 1—4.
91.Tinlim F. and Ross. Conference of Low Temperatures and Electric
Power, 1969, London.
92. Witter С. E. Design of a closed-cycle helium temperature refrigerator. «Adv. in Cryogenic Eng.», v. 11, 1966, p. 107— 116.
|
6. Рабочий процесс |
в детандере |
при несовпадающих |
|
||||||
|
|
значениях параметров газа в различных полостях |
|
|||||||
|
|
ц и л и н д р а ........................................................................... |
|
|
|
|
|
|
87 |
|
|
7. Описание |
рабочего процесса детандера и его ха |
|
|||||||
|
|
рактеристик |
помощью |
показателей |
политроп |
93 |
||||
|
|
расширения |
обратного сжатия |
|
|
|||||
|
8. Влияние скорости вращения вала машины и неко |
|
||||||||
|
|
торых других конструктивных параметров на ее |
101 |
|||||||
Г л а в а |
V. Методы |
к. п. д. |
|
|
|
криогенных |
поршне |
|||
термодинамического расчета |
107 |
|||||||||
|
вых детандеров |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1. Метод |
детандеров, |
по |
которым накоплен |
109 |
|||||
|
|
обширный |
экспериментальный |
материал |
|
|||||
|
2. Метод |
детандеров |
при |
известных наилуч |
|
|||||
|
|
ших значениях параметров Оо; Ь0; |
с0 |
и извест |
111 |
|||||
|
|
ном |
к. п. |
д. т)ад |
для которых неизве |
|||||
|
3. Порядок расчета |
детандеров, |
|
|||||||
|
|
стны вероятные наилучшие значения параметров |
113 |
|||||||
|
|
индикаторной диаграммы и к. п. д. |
|
|
||||||
|
4. Методика |
построения теоретической индикаторной |
117 |
|||||||
|
|
диаграм м ы ................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Порядок поверочного расчета детандера. |
|
119 |
|||||||
|
6. |
Выбор основных термодинамических и конструк |
|
|||||||
|
|
тивных параметров прямоточных поршневых де |
120 |
|||||||
|
|
тандеров |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Особенности расчета свободнопоршневых (безваль |
121 |
||||||||
|
|
ных) детандер-кромпрессоров (БДК) |
|
|||||||
Г л а в а |
VI. Органы |
газораспределения.................................................... |
|
|
|
|
|
|
128 |
|
|
1. Разновидности клапанов и клапанного привода |
128 |
||||||||
|
2. |
Органы газораспределения |
бесклапанных детанде |
134 |
||||||
Г л а в а |
|
р о в |
|
|
|
|
|
|
|
|
VII. Поршневое уп л отн ен и е..................................... |
уплотнения . |
|
|
140 |
||||||
|
1. |
Типы |
|
|
140 |
|||||
|
2. |
Поршневое |
уплотнение |
с |
кольцами |
|
|
142 |
||
|
3. |
Поршневое манжетное уплотнение . |
|
|
143 |
|||||
|
4. Лабиринтно-щелевой подвес поршня (ЛЩП) |
146 |
||||||||
|
5. Уплотнение поршня круглым эластичным |
кольцом |
162 |
|||||||
Г л а в а |
VIII. Динамика поршневых детандеров |
|
|
|
|
|
163 |
|||
|
1. Кинематические схемы поршневых детандеров и их |
163 |
||||||||
|
2. |
анализ .................................................................. |
динамического |
расчета |
поршневых |
|||||
|
Особенности |
|
||||||||
|
|
детандеров с кривошипно-шатунным механизмом |
170 |
|||||||
|
3. |
д в и ж ен и я ........................................................................... |
|
|
детандер-компрессоров |
|||||
|
Динамика |
безвальных |
171 |
|||||||
|
4. |
(БДК). Особенности и порядок расчета |
. .. |
|||||||
Г л а в а |
Влияние динамики на рабочий процесс БДК . |
178 |
||||||||
IX. Особенности |
и |
эксплуатации |
поршневых |
183 |
||||||
|
детандеров |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1. |
Воздушные ..............................и азотные д ет а н д ер ы |
|
|
183 |
|||||
|
2. |
Низкотемпературные гелиевые |
и водородные де |
192 |
||||||
|
3. |
тандеры . . . |
|
.................................................... |
||||||
|
Регулирование |
поршневых |
детандеров |
. |
208 |
|||||
Г л а в а |
4. |
Материалы |
поршневых |
детандеров . |
. . . |
210 |
||||
X. Экспериментальные методы исследования |
поршневых детан |
214 |
||||||||
|
деров |
.................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
1. |
Установки |
для исследования поршневых детанде |
215 |
||||||
|
2. |
ров ..................................................................и их узлов |
|
экспериментальных пара |
||||||
|
Определение |
основных |
|
|||||||
|
|
метров ................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
221 |
|
Список |
3. Методика |
обработки экспериментальных |
данных |
230 |
||||||
литературы |
................................................... ................................................... |
|
|
|
|
|
|
235 |
||
