РАЗРАБОТКА МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ВСАСЫВАЕМОГО ВОЗДУХА ДЛЯ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕЁ ВЛИЯНИЯ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Боковая панель статьи
Основное содержимое статьи
Аннотация
Энергетическая эффективность поршневых компрессоров во многом зависит от начального термодинамического состояния воздуха, поступающего в компрессор, в частности от его температуры. Повышенная температура всасываемого воздуха приводит к уменьшению плотности газа, что вызывает увеличение работы, выполняемой в процессе сжатия, и, как следствие, рост потребления электрической энергии. Целью данного исследования является разработка многоступенчатой системы охлаждения всасываемого воздуха для поршневых компрессоров, а также оценка её влияния на термодинамические и аэродинамические характеристики на основе расчетов методами вычислительной гидродинамики. В предлагаемом техническом решении всасываемый воздух перед поступлением в компрессор охлаждается посредством последовательно расположенных многоступенчатых трубчатых теплообменников. Исследование выполнено с использованием программного комплекса SolidWorks Flow Simulation, в котором были смоделированы поля температуры и давления. Результаты моделирования показали, что температура всасываемого воздуха снижается с 40°C до 7–8°C. Это способствует увеличению плотности воздуха, снижению работы, необходимой для процесса сжатия, и повышению энергетической эффективности компрессора. При этом величина потерь давления в устройстве составляет 14–26 Па, что свидетельствует о минимальном уровне гидравлического сопротивления. Полученные результаты подтверждают, что предложенная многоступенчатая система охлаждения способствует повышению объемной производительности компрессора, снижению потребления электрической энергии и улучшению общей энергетической эффективности. Предложенное техническое решение может быть использовано в промышленных поршневых компрессорах в качестве энергоэффективной технологии.
Downloads
Информация о статье
Выпуск
Раздел
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Условия массовой лицензии
(Для Open Journal Systems (OJS))
-
Авторское право:
Авторское право на опубликованную статью остается за автором(ами). В то же время после публикации статья распространяется на платформе OJS под лицензией Creative Commons (CC BY). -
Тип лицензии:
Данная статья распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0). Это означает, что пользователи могут использовать статью на следующих условиях:- Копирование и распространение: Текст статьи или его части могут свободно распространяться.
- Цитирование и анализ: Части статьи могут использоваться для цитирования.
- Свободное использование: Статья может быть свободно использована для научных и образовательных целей.
- Указание авторства: Пользователи обязаны правильно указывать авторство и ссылаться на оригинальный источник.
-
Коммерческое использование:
Использование статьи в коммерческих целях разрешено, однако необходимо указание авторства и ссылки на источник. -
Изменение документа:
Текст или содержание статьи могут быть изменены или переработаны, при условии, что это не наносит вреда авторству. -
Ограничение ответственности:
Автор(ы) несут ответственность за точность информации, содержащейся в статье. Редакция платформы не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате использования данной информации. -
Обязательства при публичном использовании:
Содержание статьи должно использоваться только в соответствии с законодательными и этическими нормами. Незаконное использование строго запрещено.
Примечание:
Данные условия лицензии направлены на обеспечение прозрачности и открытости использования материалов. Принимая эти условия, вы соглашаетесь на переработку и распространение содержания статьи в соответствии с условиями лицензии Creative Commons.
Ссылка: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
Как цитировать
Список литературы
[1] Saidur, R. (2010). Energy, exergy and economic analysis of industrial compressed air systems. Energy, 35(12), 5171–5179. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.07.023 DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.07.023
[2] Çengel, Y. A., & Boles, M. A. (2015). Thermodynamics: An engineering approach. New York: McGraw-Hill.
[3] Moran, M. J., & Shapiro, H. N. (2014). Fundamentals of engineering thermodynamics. Hoboken: Wiley.
[4] Bloch, H. P., & Hoefner, J. J. (1996). Reciprocating compressors: Operation and maintenance. Houston: Gulf Publishing Company.
[5] Shah, R. K., & Sekulic, D. P. (2003). Fundamentals of heat exchanger design. New York: Wiley. DOI: https://doi.org/10.1002/9780470172605
[6] Saidur, R., Hasanuzzaman, M., & Mujtaba, I. M. (2012). Review on heat transfer enhancement techniques. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 5649–5659. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.05.031 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.05.018
[7] ANSYS Inc. (2020). ANSYS Fluent theory guide. Canonsburg.
[8] Versteeg, H. K., & Malalasekera, W. (2007). An introduction to computational fluid dynamics: The finite volume method. London: Pearson Education.
[9] Kakaç, S., & Liu, H. (2002). Heat exchangers: Selection, rating, and thermal design. Boca Raton: CRC Press. DOI: https://doi.org/10.1201/9781420053746
[10] Incropera, F. P., & DeWitt, D. P. (2007). Fundamentals of heat and mass transfer. New York: Wiley.
[11] Dilshoda, K., & Elmurod, Y. (2024). Mathematical modelling of deposit formation processes on heat-exchange surfaces of piston compressor air coolers. Universum: технические науки, 8(2), 43–46.