Дослідження сучасних методів охолодження стисненого повітря в турбокомпресорах

О. Замицький, O. Ільченко
Отримано 04.06.2021, Доопрацьовано 22.10.2021, Прийнято 19.11.2021, Опубліковано 17.12.2021
Анотація

Визначення та обґрунтування ефективної системи охолодження стисненого повітря в турбокомпресорах. У роботі використані теоретичні методи дослідження (аналіз, синтез, абстрагування, узагальнення). Отримали подальший розвиток закономірності процесів, які протікають при контактному охолодженні стисненого повітря в турбокомпресорах. Пневматична енергія широко застосовується в багатьох галузях промисловості. Поряд з паром, електрикою, механічною і гідравлічною енергією стиснене повітря використовується для автоматизації і механізації різних виробничих процесів. Для виробництва стисненого повітря у промислових масштабах використовують в основному турбокомпресори. Обов’язковою умовою нормальної експлуатації турбокомпресорів є охолодження стисненого повітря, цим досягається істотне зменшення необхідної потужності. Частіше всього використовують кожухотрубні теплообмінники, але в процесі експлуатації відбувається погіршення ефективності через забруднення теплообмінних поверхонь. Перспективними охолоджувачами є контактні теплообмінники. Розроблено рекомендації щодо промислового використання контактної системи охолодження з режимом охолодження та осушення стисненого повітря, принцип работи якої полягає у безпосередньому контакті стисненого повітря та охолоджуючої води. Вода впорскується в повітропровід компресора після кожної секції стиснення і тим самим охолоджує повітря. Відділення води відбувається у спеціальних краплеуловлювачах,які встановлені перед наступною секцією. Вода при такому способі охолодження може бути нагріта лише до температури мокрого термометра за умов (температурі, тиск і вологості повітря). Основною перевагою цього способу є висока інтенсивність теплообміну через відсутність розділяючих поверхонь схильних до забруднення накипом. Недолік – дещо ускладнена, порівняно із традиційною, схема водопостачання. В результаті аналізу літературних джерел встановлено, що перспективним апаратом контактного охолодження стисненого повітря в турбокомпресорах є труба Вентурі – відцентровий сепаратор, так як поєднує в собі високий тепломасообмін і відносно невеликий гідравлічний опір. Але раціональні параметри контактних повітроохолоджувачів визначено тільки для номінального режиму роботи турбокомпресора при нормальних начальних умовах, тому необхідні додаткові дослідження для встановлення раціональних параметрів контактних повітроохолоджувачів при режимах відмінних від номінальних.

Ключові слова:
стиснене повітря; турбокомпресор; система охолодження; контактний повітроохолоджувач; труба Вентурі; газ; рідина

Взято з Том 19, № 2, 2021

Сторінки 107–112

Використані джерела ЦИТУВАТИ
  1. Трегубов В.А. Замыцкий О.В. Оценка энергопотерь от нарушений температурных режимов турбокомпрессорных установок. Гiрнича електромеханiка та автоматика 2. Днiпропетровськ.1999. № 61. С. 130-132.
  2. Мурзин В. А., Цейтлин Ю. А. Рудничные пневматические установки. Недра.1965. 312 с.
  3. Мурзин В. А., Цейтлин Ю. А. Турбокомпрессоры в горной промышленности. Госгортехиздат. 1962. 72 с.
  4. Мурзин В. А., Цейтлин Ю. А. Определение экономически целесообразной периодичности очистки промежуточных воздухоохладителей шахтных турбокомпрессоров. Горная электромеханика и автоматика.1980. Вып. 36. С. 65–68.
  5. Мурзин В. А., Цейтлин Ю. А. Упрощенный пересчет характеристик турбокомпрессоров при промышленных испытаниях их. Изв. вузов МВ и ССО. Энергетика. 1962. № 11. С. 21-25.
  6. Мурзин В. А., Цейтлин Ю. А. Рудничные пневматические установки. Недра. 1965. 312 с.
  7. Степанов А. И. Центробежные и осевые компрессоры, воздуходувки и вентиляторы. Пер. с англ.– М.: Машгиз, 1960.–342 с.
  8. Борохович А. И., Борохович Б. А., Закиров Д. Г. Оптимальный срок очистки промежуточных пленочных холодильников поршневых компрессоров от осадков. Изв. вузов. Горный журнал. 1985. № 2. С.61–65.
  9. Центробежные компрессорные машины. Ф. М. Чистяков и др.; под ред. Ф. М. Чистякова. Машиностроение, 1960. 327 с.
  10. Ρис В. Ф. Центробежные компрессорные машины. Машгиз. 1951. 245с.
  11. Носырев Б. А., Рыбин А. А. Математическое моделирование систем охлаждения шахтных компрессорных установок. Изв. вузов. Горный журнал. 1992. № 1. С. 92–95.
  12. Мишин Д. С., Прасс И. Г., Пунтусов А. П. Термодинамический анализ работы концевого холодильника компрессора К250-61-1. Труды ЛПИ им. Калинина. Центробежные компрессорные машины. Энергомашиностроение. 1962. № 221.С. 106–109.
  13. Шерстюк А. И. Компрессоры. Госэнергоиздат, 1959. 191 с.
  14. Куцепаленко В.Ф., Кабаков А.И., Тихонов Б.А. Повышение эффективности охлаждения сжатого воздуха в компрессорах. Известия Томского ордена октябрьской революции и ордена трудового красного знамени политехнического института имени С.М. Кирова.1972. № 227.С. 119-124.
  15. Замыцкий О.В. Анализ способов охлаждения при производстве сжатого воздуха для горных машин. Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. 2001. №10. С.67-70
  16. Замыцкий О. В. Контактное охлаждение сжатого воздуха в турбокомпрессорах. Вісник Криворізького технічного університету.2005. №17. С. 285-288.
  17. Замыцкий О. В. Моделирование характеристик центробежных турбомашин. Сб. научн. тр. Национальной горной академии Украины. Том 3. Днiпропетровськ: Навчальна книга, 2002. № 13.С.33–36.
  18. Замыцкий О.В. Выбор параметров контактных воздухоохладителей рудничных турбокомпрессоров. Вісник Криворізького технічного університету: Зб. наук. пр. Вип. 6. Кривий Ріг: КТУ, 2005. С.85-88. 
Zamitskyi, О., & Ilchenko, O. (2021). Research of modern methods of compressed air cooling in turbochargers. Journal of Kryvyi Rih National University, 19(2), 107-112. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2021-1-53-107-112
uk