Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Разработка методик расчёта насосов и компрессоров объёмного типа, обеспечивающих снижение их динамической нагруженности

Диссертация: Разработка методик расчёта насосов и компрессоров объёмного типа, обеспечивающих снижение их динамической нагруженности
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Математическая модель и методика расчёта винтового компрессора, учитывающая его конструктивные и режимные параметры, свойства рабочей среды и позволяющая выбирать геометрию нагнетательных окон компрессора, обеспечивающую его минимальную пульсационную производительность. В связи с этим диссертация посвящена снижению виброакустических нагрузок в насосах и компрессорах объемного типа за счет… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Насосы и компрессоры как источники пульсаций рабочей среды и давления в 8 гидро и пневмосистемах
  • Выводы по главе
  • 2. Методика определения мгновенной производительности гидро и пневмо машин 12 объемного типа
  • Выводы по главе
  • 3. Численное моделирование шестеренного насоса
    • 3. 1. Элементы теории эвольвентного зацепления
    • 3. 2. Описание модели шестеренного насоса
      • 3. 2. 1. Определение функции запертого объема
      • 3. 2. 2. Определение функции каналов перетечек
      • 3. 2. 3. Моделирование пульсаций подачи и давления шестеренного насоса
      • 3. 2. 4. Расчет гидродинамики запертого объема
    • 3. 3. Экспериментальная апробация модели шестеренного насоса
  • Выводы по главе
  • 4. Моделирование винтового компрессора
    • 4. 1. Описание модели винтового компрессора
    • 4. 2. Разработка модифицированных окон нагнетания винтового компрессора
  • Выводы по главе
  • 5. Моделирование воздуходувки Рутса
    • 5. 1. Описание модели воздуходувки Рутса
      • 5. 1. 1. Разбивка ротора воздуходувки Рутса
      • 5. 1. 2. Расчет функции объема рабочей камеры
      • 5. 1. 3. Расчет функции площади окна нагнетания
      • 5. 1. 4. Расчет газовой динамики
    • 5. 2. Описание объекта исследования и его моделирование
    • 5. 3. Разработка камеры глушения ¦
  • Выводы по главе

Разработка методик расчёта насосов и компрессоров объёмного типа, обеспечивающих снижение их динамической нагруженности (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Несмотря на то что объектом исследования предстает достаточно большой ряд агрегатов, различных по устройству и назначению, всех их объединяет одни принципы работы, нашедшие отражение в определениях, приведенных в соответствующих ГОСТах. Объемн ый насос — насос, в котором жидкая среда перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса. (ГОСТ 17 398−72). Компрессор объемного действия — компрессор, в котором рабочий процесс осуществляется в результате циклического изменения объемов рабочих камер. (ГОСТ 28 567−90). Одинаковая реализация рабочего процесса в компрессорах и насосах объемного типа позволила сформулировать в настоящей работе общие принципы расчета мгновенной подачи насоса и компрессора объемного типа. Стоит отметить, что именно неравномерность мгновенной подачи чаще всего определяет динамическую нагруженность качающих агрегатов, а зачастую и всей системы в целом ввиду того что неравномерность имеет прямую связь с вибрацией и внешним шумом. Именно по этой причине большинство отечественных и зарубежных исследователей качающих узлов стремились как можно больше сгладить неравномерность мгновенного расхода. Все эти исследования были направлены на конкретный агрегат, в котором предлагались типовые решения. Хотя более верным подходом здесь выглядит рассмотрение общностей функционирования этих агрегатов и конструктивных мероприятий, реализованных в разных узлах и направленных на улучшение динамических характеристик агрегатов, для их общего анализа, на основе которого уже нужно переходить непосредственно к исследуемому агрегату. Например, так в работе была показана эффективность «усиков предраскрытия», характерных для плунжерных насосов и реализованных в конструкции винтового компрессора. Такой общий подход позволяет наиболее полно использовать результаты предыдущих исследователей. Ещё стоит отметить, что во многих, даже, наиболее известных работах рабочая среда описана с большими упрощениями и допущениями, что отрицательным образом сказывается на точности вычислений.

Такое снижение точности обусловлено отсутствием учета фазовых переходов и упрощенном представлении газо-жидкостной смеси при расчете рабочих процессов, протекающих в насосах и компрессорах объемного типа.

В связи с этим диссертация посвящена снижению виброакустических нагрузок в насосах и компрессорах объемного типа за счет разработки методик расчета пульсаций давления и расхода с учетом конструктивных особенностей агрегата и на их основе конструктивных мероприятий.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель шестеренного насоса, позволяющая рассчитывать гидродинамические процессы в агрегате, учитывающая наряду с конструктивными и режимными параметрами машины динамические процессы в запертом объёме, отличающаяся от существующих моделей учётом двухфазности рабочей среды, пульсаций давления во всасывающей и нагнетающей магистралях и учётом двухступенчатого дросселирования потока при соединении запертого объёма с полостями нагнетания и всасывания.

2. Методика проектирования профиля разгрузочных канавок в торцевых подпятниках шестерённого насоса с целью обеспечения минимальных динамических нагрузок на узлы агрегата.

3. Математическая модель и методика расчёта винтового компрессора, учитывающая его конструктивные и режимные параметры, свойства рабочей среды и позволяющая выбирать геометрию нагнетательных окон компрессора, обеспечивающую его минимальную пульсационную производительность.

4. Математическая модель и методика расчёта воздуходувки Рутса, учитывающая её конструктивные и режимные параметры, а также свойства рабочего газа, позволяющая рассчитывать мгновенную производительность устройства.

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Автоматические системы энергетических установок» Самарского государственного аэрокосмического университета в соответствии с планами госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работ.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографии и одного приложения.

Результаты работы внедрены: на ЗАО «НИИтурбокомпрессор» (г.Казань), ОАО «Метрология и автоматизация» (Самара), во Вроцлавском техническом университете (г.Вроцлав, Польша) и Институте акустики машин (Самара).

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.Н. Крючков, J1.B. Родионов, М. С. Гаспаров, Е. В. Шахматов. Исследование неравномерности подачи жидкости шестеренным качающим узлом Текст.: //Вестник СГАУ.-2007.-№ 1(12).-С. 187−195.
  2. И.П. Транспортное и энергетическое машиностроение Описание математической модели шестеренного насоса для решения задач диагностирования Текст.: Машиностроение, 2002.- С. 49−55.
  3. Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов Текст.: М.: Машиностроение, 1967.-495с.
  4. Т.М. Самолетные гидравлические приводы и агрегаты Текст.: М.: Оборонгиз, 1951.- 640с.
  5. Т.О., Крючков А. Н., Родионов JT. В. Снижение пульсаций подачи шестерённого насоса на основе математической модели гидродинамики запертого объёма // Судостроение 2'2011 (795) март-апрель Санкт-Петербург, 2011.
  6. Т.О., Крючков А. Н., Родионов JI.B., Шахматов Е. В. Математическая модель динамики работы запертого объёма шестерённого насоса с учетом движения подпятника // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 12, № 4 Самара, 2010.
  7. Т.О., Крючков А. Н. Исследование динамики шестерённого насоса НШ-32К // Королёвские чтения. Медунар. науч. конф.,-Самара, 2011.
  8. Т.О., Крючков А. Н., Родионов Л. В., Шахматов Е. В. Система регулирования производительности винтового компрессора // Материалы докладов Международной научно технической конференции: «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» Самара, 2009.
  9. Г. О. Улучшение виброакустических характеристик винтовых компрессоров // Сборник материалов докладов конкурса программы У.М.Н.И. К. Самара, 2009.
  10. Г. О., Ермилов М. А., Баляба М. В. Снижение пульсаций потока за винтовым компрессором на разных режимах работы // Сборник трудов «X королёвские чтения» Самара, 2009.
  11. Г. О., Шахматов Е. В., Крючков А. Н. Винтовой компрессор // Патент на полезную модель № 89 638, 2009.
  12. И.И. Исследование работы шестеренных насосов Текст.: -Сборник Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1973, С. 264−273
  13. Влияние закупоривания жидкости во впадинах между зубьями на шумность работы шестеренных насосов Текст.: / ТПП, БССР, Минское отделение, № 737/4, 1980. 14 с.
  14. Влияние рабочих параметров на пульсацию и уровень шума шестеренных гидронасосов Текст.: /ЦНИИТЭСТРОЙМАШ, № БП-82−14 895, 1979.- 12 с.
  15. P.A., Сунарчин P.A. Объемные гидромашины Текст.: Учебное пособие. Уфа: изд. Уфимского ордена Ленина авиационного института им. Серго Орджоникидзе, 1984. — 174с.
  16. М.С. Гидродинамика и виброакустика авиационных комбинированных насосных агрегатов Текст.: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 2006. — 166 с.
  17. М.С., Крючков А. Н., Шахматов Е. В., Шорин В. П. Гидродинамика и виброакустика комбинированных насосных агрегатов Текст.: Самара, СГАУ, 2006. — 85 с.
  18. И.Н. Разработка и обоснование параметров двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук текст. Казань, 2010.
  19. А.Г., Крючков А. Н., Леныпин В. В., Прокофьев А. Б., Шахматов Е. В., Шестаков Г. В., Шорин В. П. Снижение виброакустических нагрузок в гидромеханических системах Текст.: СГАУ. — Самара, 1998. — 270 с.
  20. М.М., Пилипенко C.B. Спектральный анализ кавитационных колебаний давления в шестеренных топливных насосах. Текст. ¡-//Динамические процессы в силовых и энергетических установках летательных аппаратов. Самара, 1994. — С. 62−68.
  21. Гол овин А. Н., Шорин В. П. Снижение пульсационной напряженности в авиационных гидравлических системах гасителями колебаний // Авиационная промышленность, 1982. № 5. С. 35−36. ДСП.
  22. Гол овин А. Н. Разработка гасителей колебаний жидкости для трубопроводных цепей двигателей и систем летательных аппаратов: Диссертация на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Куйбышев, 1983.-164 с.
  23. А.Н., Шестаков Г. В. Структура автоматизированного расчета гасителей колебаний давления // Динамические процессы в силовых и энергетических установках летательных аппаратов. Куйбышев, 1988. -С.20−25.
  24. Л.П., Исаев Ю. М. Гидродинамические и гидрообъемные передачи в трансмиссиях транспортных средств Текст.: Учебное пособие. СПб, 2000. -265с.
  25. A.A., Крючков А. Н., Макарьянц Г. М., Прокофьев А. Б., Прохоров С. П., Шахматов Е. В., Шорин В. П. Снижение колебаний и шума в пневмогидромеханических системах. Самара, СГАУ, 2005.- 314 с.
  26. И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям Текст.: -М.: Машиностроение, 1992. 672 с.
  27. Исследование кавитационного шума в насосах / ВНИИгидроуголь. № 1187, 1975.- 15с.
  28. Исследование характеристик пульсаций нагнетаемого давления в шестеренных насосах Текст.: / ТПП СССР, Московское отделение. № 18 341, 1984.-24 с.
  29. Исследование явлений кавитации в объемных насосах с пульсацией подачи / ВНИИгидропривод. № 1001, 1969. — 27с.
  30. Исследование явления запирания, жидкости в шестеренном насосе Текст.: ТПП УССР. № Б-2172, 1987. — 18 с.
  31. И.И., Боголепов И. И. Справочник по судовой акустики// Л.: Судостроение, 1978.
  32. М.А. Гидравлика и гидравлические машины. Государственное издательство «Высшая школа» Тркст.: Москва. 1961. 302 с.
  33. А.Н. Снижение колебаний и шума в гидромеханических и газовых системах. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Текст.: М.:2006. — 297с.
  34. В. И. Механические вакуумные насосы. Л.: Госэнергоиздат, 1959.
  35. П.А., Семенов Б. П., Косенок Б. Б. Инвариантность модульных векторных моделей // Математическое моделирование в машиностроении: Тез. докл. 1-ой всесоюзной школы-конференции. -Тольятти, 1990. С. 70−71.
  36. Модель для расчета потерь от утечек в радиальном зазоре шестеренных насосов Текст.:/ ЦНИИТЭСТРОЙМАШ. № БП-82−14 544, 1981. — 11 с.
  37. .Б. Гидравлика. Военное издательство министерства оборона союза ССР. Текст.: Москва 1960.-262 с.
  38. А.Ф. Исследование вопросов обеспечения устойчивой работы шестеренных насосов на высоких давлениях рабочей жидкости Текст.: -Дисс. канд. техн. наук. М., 1953. — 170с.
  39. Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. Том 1. М.: Интеграл-Пресс, 2007.
  40. Предотвращение кавитации в шестеренных насосах Текст.:/ ЦНИИТЭСТРОЙМАШ. № БП-82−14 552, 1980. 13 с.
  41. Преимущества и характеристики шестеренных насосов типа TCP с внутренним зацеплением и малым уровнем шума Текст.:/ ВЦП. № В-27 699,1978.-С. 21.
  42. Проблемы гидродинамики и их математические модели Текст.: Лаврентьев М. А., Шабат Б. В. / «Наука», М., 1977. -408 с.
  43. Л.В. Разработка метода расчета и улучшение динамических характеристик шестеренных насосов Текст.: дис. канд. техн. наук: 01.02.06: СГАУ. Самара, 2009. — 154 с.
  44. Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Текст.: Пер. с англ. Зайцева А. Л., Назаренко Э. Г. «Мир», Москва, 1978.
  45. М.В. Агрегаты воздушно-реактивных двигателей, элементы гидравлических систем Текст.: Ч. I, изд. МАИ, 1967. 362с.
  46. М.В., Сурнов Д. Н. Агрегаты воздушно-реактивных двигателей Текст.: М., «Машиностроение», 1973. 352 с.
  47. Е.А., Усов A.A. Шестеренные насосы для металлорежущих станков Текст.: М.: Машиностроение, 1960. — 187с.
  48. И. А. «Винтовые компрессоры» М-Л.: Машгиз, 1960.
  49. В.Я., Савченко И. В., Проектирование систем автоматического регулирования газотурбинных двигателей Текст.: Машиностроение, 2001. — 203 с.
  50. В.П. Исследование зависимостей радиальных нагрузок, объемных имеханических потерь от характера распределения давления жидкости вшестеренных насосах Текст.: Дисс. канд. техн. наук. — Харьков, 1978. 1188с.
  51. Ю.М., Чуешко К. Е., Поповский С. Ш. Виброакустические характеристики шестеренных насосов основного типа и их использование для анализа рабочего процесса Текст.: Труды Николаевского кораблестроительного института, вып. 77, 1973. — С. 17−20.
  52. .П. Аналитика элементарных векторных модулей. Текст.: Методическое пособие. М.: Изд-во МАИ, 1989. — 40 с.
  53. .П. Элементарные модули векторных моделей. Текст.: / Самара: СНЦ РАН, 2000. 99 с.
  54. .П., Тихонов А. Н., Косенок Б. Б. Модульное моделирование механизмов Текст.: Самара: СГАУ, 1996. 98 с.117
  55. Е.С., Минайчев В. Е. и др. Вакуумная техника: справочник М.: Машиностроение, 1992.
  56. И.Г., Максимов В. А. Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры. Теория, расчет и проектирование, Изд."ФЭН" АН РТ, 2000.-641с.
  57. K.M., Никитин О. Ф. Основы гидравлики и объемные гидроприводы Текст.: Учебник для учащихся средних спец. учеб. заведений. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1989. — 264 с.
  58. И.Х., Бурмистров A.B., Бронштейн М. Д. Пути снижения шума и температуры при работе двухроторных вакуумных насосов. Тезисы докладов Второй российской студенческой научно-технической конференции «Вакуумная техника и технология» Казань, 2005.
  59. И.Х., Караблинов Д. Г., Бурмистров A.B. Исследование потерь во входном тракте двухроторных вакуумных насосов. Тезисы докладов третьей российской студенческой научно-технической конференции «Вакуумная техника и технология» Казань, 2007.
  60. И.А. Роторные насосы. Издательство Текст.: «Машиностроение», Справочное пособие. 1969. — 215с.
  61. К.Е., Поповский С. Ш. Выбор и расчет сливных канавок для разгрузки защемленного объема в шестеренных насосах Текст.: Труды Николаевского кораблестроительного института, вып. 69, 1973. — С. 87−93.
  62. Е.В. Методы и средства коррекции параметров динамических процессов в гидромеханических и топливных системах двигателей летательных аппаратов Текст.: Дисс. докт. техн. наук. -Самара, 1993. -333 с.
  63. Шарафиев JI.3., Бурмистров A.B., Бронштейн М. Д. Экспресс расчет проводимости щелевых каналов бесконтактных вакуумных насосов. Тезисы118докладов Второй российской студенческой научно-технической конференции «Вакуумная техника и технология» Казань, 2005.
  64. А.А. Гидравлика и гидропневмопривод Текст.: Учебное пособие. 4.1. Основы механики жидкости и газа. 4-е изд., стереотипное. М.: МГИУ, 2005. — 192 с.
  65. Шестеренные насосы высокого давления Текст.: / ВЦП. № Б-31 523, 1978. -2 с.
  66. В.П., Гимадиев А. Г., Шахматов Е. В. Проектирование гасителей колебаний для гидравлических систем управления Текст.: Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1987. С. 127−133.
  67. Е.М. Шестеренные насосы Текст.: М.: Машиностроение, 1964. -232с.
  68. Andrea Vacca, Germano Franzoni and Paolo Casoli. On the analysis of experimental data for external gear machines and their comparison with simulation results. International Mechanical' Engineering Congress and Exposition, IMECE2007−422 664
  69. Chen Liping, Zhao Yan, Zhou Fanli, Zhao Jianjun, Tian Xianzhao Modeling and simulation of gear pumps based on Modelica/MWorcs. National Nature Science Foundation of China (No.60 874 064, No.60 704 019, No.60 736 019).
  70. D. Manring, B. Kasaragadda. Theoretical flow ripple of an external gear pump Текст.: ASME journal of dynamic system, measurement and control, vol. 125 September 2003. P. 396−404.
  71. D. Mikeska, F. Furno Id modelling approach for a conventional external gear pump using the 1ms imagine. lab ' simulation platform. Recent Advances in Aerospace Actuation Systems and Components, May 5−7 2010, Toulouse, France.
  72. E Mujic, A Kovacevic, N Stosic, and IК Smith The influence of port shape on gas pulsations in a screw compressor discharge chamber Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering. London, 2008
  73. Fitzgibbon Т.Е., Spur Gear Rotary Pump Design Текст.: «Product Engineering», V. 1, No. 3, 1951.-P. 124−132.
  74. Henke R. W., Internal Leakage in Gear Pumps Текст.: «Applied Hydraulics», V. 8, No. 12, 1955.-P. 57−68.
  75. K.A.Edge, B.R. Lipscombe. The reduction of gear pump pressure ripple. Текст.: Proc. IMechE Vol. 201 No B2. 1987. P. 99−106.
  76. Kojima E., Shinada M. Characteristics of fluidborne noise generated by fluidpower pump Текст.:// Bulierin of JSME.- 1984.- Vol.27,N 232.- P.2188−2195.
  77. Kuo Jao Huang, Wun Chuan Lian Kinematic flowrate characteristics of external spur gear pumps using an exact closed solution Mechanism and Machine Theory 44 (2009) 1121−1131
  78. S., Nervegna N., 1989, Simulation of an External Gear Pump and Experimental Verification, JHPS International Symposium on Fluid Power, Tokio, Japan.
  79. S., Nervegna N., 1993, Pressure Transient in an External Gear Hydraulic Pump, Second JHPS International Symposium on Fluid Power, Tokio, Japan.
  80. Paolo CASOLI, Andrea VACCA and Germano FRANZONI. A numerical model for the simulation of external gear pumps Proceedings of the 6th JFPS International Symposium on Fluid Power, TSUKUBA 2005 November 7−10, 2005.
  81. Wieslaw Fiebig, Konrad Helle The New Way of Noise Reduction in External Gear Pumps. 7th International Fluid Power Conference. Aachen 2010.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!