Бусаров Сергей Сергеевич – канд. техн. наук, доц., доц. кафедры «Холодильная и компрессорная техника и технология»,
644050, г. Омск, пр. Мира, 11.
Scopus: 51560987400.
Busarov Sergey S. – Cand. of Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department “Refrigeration and Compressor Engineering and Technology”,
11, Mira Avenue, Omsk, 644050.
Scopus: 51560987400.
Ращупкина Марина Алексеевна – канд. техн. наук, доц., заведующая кафедрой «Промышленное и гражданское строительство»,
644080, г. Омск, пр. Мира, 5.
Scopus: 57207737192.
Rashchupkina Marina Al. – Cand. of Sci. (Eng.), Associate Professor, Head of the Department “Industrial and Civil Engineering”,
5, Mira Avenue, Omsk, 644080.
Scopus: 57207737192.
Марченко Дмитрий Романович – студент, кафедра «Холодильная и компрессорная техника и технология»,
644050, г. Омск, пр. Мира, 11.
Marchenko Dmitry R. – student, Department of “Refrigeration and Compressor Engineering and Technology”
11, Mira Avenue, Omsk, 644050.
Введение. В статье представлены исследования возможности повышения давления газа в одной ступени. Рассмотрены поршневые компрессоры дорожно-строительных машин, для которых, как и для любых мобильных станций, остро стоит вопрос снижения массогабаритных параметров технологического оборудования. В связи с этим цель работы – расширить диапазон давлений, получаемых в одноступенчатых поршневых машинах. Альтернативой применения существующих компрессоров со смазываемой проточной частью могут являться компрессоры с уплотнениями на основе фторопластовых композиций, не требующих жидкой смазки. В связи с этим актуальной задачей является определение диапазона отношений давлений с ограничением по температуре работы несмазываемых уплотнений. Повышение давления в одной ступени сжатия позволит значительно повысить эффективность передвижных компрессорных установок, в том числе и для дорожно-строительных работ
Материалы и методы. На основе разработанной математической модели сосредоточенными параметрами газа были проведены теоретические исследования по определению температуры цилиндропоршневых уплотнений компрессора. В статье представлены упрощающие допущения, принятые в математической модели, и система расчётных уравнений, основными из которых являются уравнение первого закона термодинамики, уравнение состояния, уравнение работы и уравнение для расчёта массовых потоков через неплотности рабочей камеры и клапаны.
Результаты. На основании теоретических исследований были получены диаграммы изменения средней температуры для одноступенчатых машин и для случая непродолжительной работы компрессора. Ограничение по температуре устанавливалось на уровне +200 0С, что характерно для исследуемых материалов на основе фторопласта.
Обсуждение и заключение. Были получены перспективные результаты, показавшие возможность расширения диапазона давлений в одноступенчатой машине. В случаях, когда не требуется соблюдений жёстких условий по температуре газа, в таких компрессорах отношение давлений может достигать 16. При этом объём ресивера может быть уменьшен до 44%. Рассмотрен также вариант с кратковременной работой компрессора от 15 до 45 мин, при этом диапазон отношения давлений может быть увеличен до 28…30, однако при этом время остывания компрессора составляет не менее 1 ч.
Introduction. The article presents studies of the possibility of increasing gas pressure in one stage. Reciprocating compressors of road construction machines have been investigated, for which, as for any mobile stations, the issue of reducing the weight and size parameters of process equipment is acute. In this regard, the aim of the work was to expand the range of pressures obtained in single-stage piston machines. An alternative to the use of existing compressors with lubricated flow part can be compressors with seals based on fluoroplastic compounds that do not require liquid lubrication. In this regard, an urgent task is to determine the range of pressure ratios with a limitation on the operating temperature of non-lubricated seals. The increase of the pressure in one compression stage will significantly improve the efficiency of mobile compressor units, including applied for road construction works.
Materials and methods. Based on the developed mathematical model of concentrated gas parameters, theoretical studies were carried out to determine the temperature of the cylinder-piston seals of the compressor. The article presents simplifying assumptions adopted in the mathematical model and a system of calculation equations, the main among which are the equation of the first law of thermodynamics, the equation of state, the equation of work and the equation for calculating mass flows through leaks in the working chamber and valves.
Results. The diagrams of average temperature change for single-stage machines and for the case of short-term compressor operation were obtained on the basis of theoretical studies. The temperature limit has been set at+200 0С, which is typical for the studied fluoroplastic-based materials.
Discussion and conclusions. Promising results were obtained that showed the possibility of expanding the pressure range in a single-stage machine. In cases where strict conditions for gas temperature are not required, the pressure ratio in such compressors can reach 16. In this case, the receiver volume can be reduced to 44%. The option with short-term compressor operation from 15 to 45 minutes has also studied, where the range of the pressure ratio can be increased to 28 ... 30, but the compressor cooling time must not be less than 1 hour.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.