Повышение эффективности работы винтового однороторного компрессора путем оптимизации зазоров в его рабочей части

Представлены результаты анализа раннее выполненных работ, отражено современное состояние холодильной компрессной техники, в частности винтовых однороторных компрессоров. Здесь же описывается тенденция и история развития компрессорной техники, особенности построения рабочих органов, условия их работы. Рассмотрена конструкция винтового однороторного компрессора с окружной формой зуба отсекателя. Обозначены достоинства и недостатки данного компрессора. Также проведен анализ факторов, влияющих на объёмные и энергетические характеристики винтового однороторного компрессора. Основной характерной величиной, которая оказывает влияние на эффективность работы машины является коэффициент подачи λ. Исследования прошлых лет показывают, что основные геометрические и кинематические характеристики машины, такие как величина зазоров в проточной части, относительная высота зуба отсекателя, передаточное число, соотношение диаметров винта и отсекателей, оказывают влияние на коэффициент подачи λ. А сопротивление зазоров в рабочей части машины является основным факторов, влияющим на объёмные потери компрессора, что определяется эффектив- ным сечением щелей. Следовательно, оптимизация зазоров и есть достижение высоких энергетических показателей машины. Энергетические показатели ком прессора напрямую зависят от величины минимально безопасных зазоров в проточной части машины. Исходя из этого, одно из актуальных направлений является повышения эффективности винтовых однороторных компрессоров путём оптимизации зазоров. При назначении зазоров необходимо учитывать как силовые, так и тепловые деформации различных деталей и узлов компрессора. Исходя из вышеизложенного, определены выводы и задачи исследования. Представлена комплексная методика расчёта минимально-безопасных зазоров в рабочей части винтового однороторного компрессора с учётом силовых и тепловых деформаций. Зазоры в рабочей части винтового однороторного компрессора определяются построением рабочих органов. На примере винтового однороторного компрессора с прямоугольной формой зуба отсекателя определена классификация зазоров. При проектировании компрессора учитываются те зазоры, которые оказывают определяющее значение на его рабочие характеристики. Сами зазоры определяются такими факторами, как степень повышения давления, рабочая среда, температурный режим и схема конструктивного исполнения. Потери в винтовом однороторном компрессоре можно разделить на внешние и внутренние. Компримирование рабочей среды осуществляется последовательно в замкнутых полостях, отсеченных от области всасывания и находящихся под различным давлением сжатия. Таким образом, имеют место внутренние утечки рабочей среды из полостей с более высоким давлением в полости с более низким. Такие утечки называют перетечками, они оказывают влияние на увеличение затрат мощности в процессе компримирования вещества, что приводит к снижению коэффициента подачи и общего КПД компрессора. Для винтового однороторного компрессора с окружным профилем зубьев параметры щелей будут определяться так же, как и для прямоугольного профиля зуба ВКО.