Научно-инжиниринговая группа

Компрессорная, вакуумная, холодильная техника и системы транспорта и переработки газа

Создана специалистами кафедры "Компрессорная, вакуумная и холодильная техника" и Научной школы компрессоростроения Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого

Расчет поршневого оппозитного компрессора на разных сотавах попутного газа

Д.А.Михайлов, А.А.Лебедев, А.А. Аксенов

Актуальность. Во многих случаях предположение о том, что сжимаемый газ в компрессоре по своим свойствам незначительно отличается от идеального, вполне справедливо. Однако при росте давлений и при разном составе свойства газов могут меняться характеристики поршневого компрессора. Изменение состава газа происходит из за подключения различных источников, например скважин или целых месторождений, такая особенность характерна для попутного газа[1].

Цели и задачи работы. Целью данной работы является расчет поршневого оппозитного компрессора при разном составе природного и попутного газа. Объектом исследования является трехступенчатый поршневой оппозитный компрессор.

Для выполнения работы были исполнены следующие задачи: термодинамический расчет компрессора, динамический расчет при разном составе газа[2]. В результате термодинамического расчета были определены диаметры цилиндров каждой ступени, политропная мощность и к.п.д. (коэффициент полезного действия). Далее производится динамический расчет: подбор возвратно-поступательных и вращающихся масс[3], был уравновешен компрессор, рассчитан маховик с построением индикаторных и силовых диаграмм, а также диаграммы суммарного противодействующего момента на рисунках 1,2,3, и таблице1 [4].

Рисунок 1.Диаграмма моментов при R=478,8 Дж/кг*К

Рисунок 1.Диаграмма моментов при R=478,8 Дж/кг*К

Рисунок 2. Диаграмма моментов при R=427,9 Дж/кг*К

Рисунок 2. Диаграмма моментов при R=427,9 Дж/кг*К

Рисунок 3. Диаграмма моментов при R=465,4 ж/кг*К

Рисунок 3. Диаграмма моментов при R=465,4 ж/кг*К

Суммарные моменты при разных составах газа               Таблица 1.

j Мсумм1 Мсумм2 Мсумм3
град кН*м
0 119,243 120,489 120,921
30 91,555 89,231 91,543
60 123,456 125,021 124,882
90 94,114 92,084 93,895
120 123,351 124,864 124,838
150 94,047 91,745 94,036
180 119,121 120,37 120,812
210 91,848 89,55 91,818
240 124,272 125,853 125,649
270 95,047 93,032 94,767
300 124,289 125,815 125,714
330 94,687 92,374 94,633
360 119,243 120,489 120,921

Выводы. Сравнивая силовые нагрузок в крутящем моменте на коленчатом валу поршневого оппозитного компрессора при разном составе газа, различие не превышает 13%. Учитывая что состав газа изменился не сильно при этом крутящий момент  изменился. Полученные выводы не носят каких-то новых результатов, а создают предпосылки для исследований учета  влияния состава газа на работу самодействующих клапанов и подвижные части поршневого компрессора. 

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. Том 1. Теория и расчет. — 3-е изд., доп. — М.: КолосС, 2006. — 456 с.: ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
  2. Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки»/Б. С. Фотин, И. Б. Пирумов, И. К. Прилуцкий, П. И. Пластинин; Под общ. ред. Б. С. Фотина. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. — 372 с.: ил.
  3. Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: КолосС, 2008. — 711 с., [4] л. ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
  4. Френкель Н. И. «Поршневые компрессоры». Теория конструкции и основы проектирования. Издательство: «Машиностроение» Ленинград 1969 г. 743 страницы.