avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2024-8-1-25-31TGSMVHavroen-14Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER AND CHEMICAL ENGINEERINGПерспективы создания современных поршневых компрессоров с повышенной производительностьюProspects for creating modern piston compressors with increased performanceБусаровС. С.BusarovS. S.

Бусаров Сергей Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Холодильная и компрессорная техника и технология»,

644050, г. Омск, пр. Мира, 11.

AuthorID (РИНЦ): 610336;

AuthorID (SCOPUS): 51560987400.

Busarov Sergey Sergeevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Refrigeration and Compressor Equipment and Technology Department, 

11, Mira Ave., Omsk, 644050.

AuthorID (RSCI): 610336;

AuthorID (SCOPUS): 51560987400.

bssi1980@mail.ruБакулинК. А.BakulinK. A.

Бакулин Константин Александрович, студент Нефтехимического института ОмГТУ, 

644050, г. Омск, пр. Мира, 11.

Bakulin Konstantin Aleksandrovich, Student of Petrochemical Institute, 

11, Mira Ave., Omsk, 644050.

konstantin_bakulin_2001@mail.ruКобыльскийР. Э.KobylskiyR. E.

Кобыльский Роман Эдуардович, ассистент кафедры «Холодильная и компрессорная техника и технология», 

644050, г. Омск, пр. Мира, 11.

AuthorID (SCOPUS): 57220077521.

Kobylskiy Roman Eduardovich, Assistant of Refrigeration and Compressor Equipment and Technology Department, 

11, Mira Ave., Omsk, 644050.

AuthorID (SCOPUS): 57220077521.

БусаровИ. С.BusarovI. S.

Бусаров Игорь Сергеевич, ассистент кафедры «Холодильная и компрессорная техника и технология»,

644050, г. Омск, пр. Мира, 11.

AuthorID (SCOPUS): 57191038188.

 

Busarov Igor Sergeevich, Assistant of Refrigeration and Compressor Equipment and Technology Department,

11, Mira Ave., Omsk, 644050.

AuthorID (SCOPUS): 57191038188.

habr86@mail.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical University (OmSTU)Russian Federation202430032024812531Copyright © Бусаров С.С., Бакулин К.А., Кобыльский Р.Э., Бусаров И.С., 20242024Бусаров С.С., Бакулин К.А., Кобыльский Р.Э., Бусаров И.С.Busarov S.S., Bakulin K.A., Kobylskiy R.E., Busarov I.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/14

Современный уровень производительности поршневых компрессоров, характеризуемый коэффициентом подачи, находится на уровне 0,7. Передовые конструкции имеют более высокие показатели, достигающие значения 0,8…0,85. Однако отрицательное влияние мертвого объема не позволяет достигать данного уровня производительности из-за несовершенства конструкции компрессора. Поэтому снижение влияния мертвого объема на производительность можно считать основной задачей в совершенствовании современных поршневых машин.

В представленной поисковой работе предложено решение по исключению влияния наиболее значимой составляющей мертвого объема — линейного пространства. Как показали проведенные экспериментальные исследования, применение эластичных дисков, устанавливаемых на поршне, позволит практически исключить линейный мертвый объем, обеспечить безопасность работы и повысить коэффициент подачи до 14 %.

The current level of performance of piston compressors, characterized by the delivery coefficient, is at the level of 0,7. Advanced designs have higher rates, reaching values of 0,8...0,85. However, the negative effect of dead volume prevents the performance level of, for example, screw compressors from being achieved. Therefore, reducing the influence of dead volume on productivity can be considered the main task in improving modern piston machines.

The presented work proposes a solution to eliminate the influence of the most significant component of the dead volume — linear space. As experimental studies have shown, the use of elastic discs mounted on the piston will virtually eliminate linear dead volume, ensure operational safety and increase the flow rate to 14 %.

поршневой компрессормертвый объемпроизводительностьадиабатный КПДмощностьэкспериментлинейный мертвый объемpiston compressordead volumeperformanceadiabatic efficiencypowerexperimentlinear dead volumeReferencesПластинин П. И. Поршневые компрессоры. В 2 т. Т. 2. Основы проектирования. Конструкции. 3-е изд., перераб. и доп. Москва: КолосС, 2008. 711 с.Plastinin P. I. Porshnevyye kompressory. V 2 t. T. 2. Osnovy proyektirovaniya. Konstruktsii [Piston compressors. In 2 vols. Vol. 2. Fundamentals of Design. Constructions]. 3rd ed. Moscow, 2008. 711 p. (In Russ.).Щерба В. Е. Теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров объемного действия. 2-е изд., доп. Москва: Юрайт, 2023. 323 с.Shcherba V. E. Teoriya, raschet i konstruirovaniye porshnevykh kompressorov ob”yemnogo deystviya [Theory, calculation and design of positive displacement piston compressors]. 2nd ed., add. Moscow, 2023. 323 p. (In Russ.).Кузнецов Л. Г., Молодова Ю. И., Прилуцкий А. И. Повышение герметичности поршневых компрессоров и детандеров // Холодильная техника. 1999. № 9. С. 24–25.Kuznetsov L. G., Molodova Yu. I., Prilutskiy A. I. Povysheniye germetichnosti porshnevykh kompressorov i detanderov [Improving the tightness of piston compressors and expanders] // Kholodil’naya tekhnika. Refrigeration Equipment. 1999. No. 9. P. 24–25. (In Russ.).Юша В. Л. Системы охлаждения и газораспределения объёмных компрессоров: моногр. Новосибирск: Наука, 2006. 286 с. ISBN 5-02-023169-X. EDN: QMJZNJ.Yusha V. L. Sistemy okhlazhdeniya i gazoraspredeleniya ob”yemnykh kompressorov [Cooling and gas distribution systems for volumetric compressors]. Novosibirsk, 2006. 286 p. EDN: QMJZNJ. (In Russ.).Пат. 2694104 Российская Федерация, МПК F 04 B 39/04 (2006.01), F 04 B 53/14 (2006.01). Поршневой компрессор / Юша В. Л., Бусаров С. С., Недовенчаный А. В. [и др.]. № 2018132179; заявл. 07.09.2018; опубл. 09.07.2019. Бюл. № 19. 5 с.Patent 2694104 Russian Federation, IPC F 04 B 39/04 (2006.01), F 0 4B 53/14 (2006.01). Porshnevoy kompressor [Pistontype Compressor] / Yusha V. L., Busarov S. S., Nedovenchanyy A. V. [et al.]. No. 2018132179. (In Russ.).Котлов А. А. Математическая модель воздушного поршневого компрессора среднего давления для решения задач энергоаудита: дис. ... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2011. 138 с.Kotlov A. A. Matematicheskaya model’ vozdushnogo porshnevogo kompressora srednego davleniya dlya resheniya zadach energoaudita [Mathematical model of a medium pressure air piston compressor for solving energy audit problems]. Saint Petersburg, 2011. 138 p. (In Russ.).Котлов А. А., Бураков А. В. Сравнительный анализ работы одноступенчатого поршневого компрессора, сжимающего различные газы // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2019. Т. 3, № 4. С. 26–35. DOI: 10.25206/2588-0373-2019-3-4-26-35.Kotlov A. A., Burakov A. V. Sravnitel’nyy analiz raboty odnostupenchatogo porshnevogo kompressora, szhimayushchego razlichnyye gazy [Comparative analysis of single-stage reciprocating compressor compressing different gases] // Omskiy nauchnyy vestnik. Ser. Aviatsionno-raketnoye i energeticheskoye mashinostroyeniye. Omsk Scientific Bulletin. Series AviationRocket and Power Engineering. 2019. Vol. 3, no. 4. P. 26–35. DOI: 10.25206/2588-0373-2019-3-4-26-35. (In Russ.).Прилуцкий И. К. Разработка, исследование и создание поршневых компрессоров и детандеров для криогенной техники: дис. … д-ра техн. наук. Ленинград, 1991. 401 с.Prilutskiy I. K. Razrabotka, issledovaniye i sozdaniye porshnevykh kompressorov i detanderov dlya kriogennoy tekhniki [Development, research and creation of piston compressors and expanders for cryogenic technology]. Leningrad, 1991. 401 p. (In Russ.).Юша В. Л., Бусаров С. С., Недовенчаный А. В., Гошля Р. Ю. Экспериментальное исследование рабочих процессов тихоходных длинноходовых бессмазочных поршневых компрессорных ступеней при высоких отношениях давлений нагнетания к давлению всасывания. Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2018. Т. 2, № 2. С. 13–18. DOI: 10.25206/2588-0373-2018-2-2-13-18.Yusha V. L., Busarov S. S., Nedovenchany A. V., Goshlya R. Yu. Eksperimental’noye issledovaniye rabochikh protsessov tikhokhodnykh dlinnokhodovykh bessmazochnykh porshnevykh kompressornykh stupeney privysokikh otnosheniyakh davleniy nagnetaniya k davleniyu vsasyvaniya [Experimental study of working processes of low-speed longstroke lubrication free piston compressor stages at high discharge pressure to suction pressures] // Omskiy nauchnyy vestnik. Ser. Aviatsionno-raketnoye i energeticheskoye mashinostroyeniye. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2018. Vol. 2, no. 2. P. 13–18. DOI: 10.25206/2588-0373-2018-2-2-13-18. (In Russ.).Юша В. Л., Бусаров С. С. Экспериментальная оценка индикаторного коэффициента подачи поршневой длинноходовой компрессорной ступени // Компрессорная техника и пневматика. 2020. № 3. С. 39–41.Yusha V. L., Busarov S. S. Eksperimental’naya otsenka indikatornogo koeffitsiyenta podachi porshnevoy dlinnokhodovoy kompressornoy stupeni [Experimental assessment of the indicator feed coefficient of a piston long-stroke compressor stage] // Kompressornaya tekhnika i pnevmatika. Compressor Technology and Pneumatics. 2020. No. 3. P. 39–41. (In Russ.).Yusha V. L. Experimental evaluation of the efficiency of long-stroke, low-speed reciprocating compressor stages in compression of different gases // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. Vol. 54. P. 593–597. DOI: 10.1007/s10556-018-0520-1.Yusha V. L. Experimental evaluation of the efficiency of long-stroke, low-speed reciprocating compressor stages in compression of different gases // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. Vol. 54. P. 593–597. DOI: 10.1007/s10556-018-0520-1. (In Engl.).Кассандрова О. Н., Лебедев В. В. Обработка результатов. Москва: Наука, 1970. 104 с.Kassandrova O. N., Lebedev V. V. Obrabotka rezul’tatov [Processing of observation results]. Moscow, 1970. 104 p. (In Russ.).Грановский В. С., Сирая Т. Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Ленинград: Энергоатомиздат, 1990. 288 с.Granovskiy V. S., Siraya T. N. Metody obrabotki eksperimental’nykh dannykh pri izmereniyakh [Methods for processing experimental data during measurements]. Leningrad, 1990. 288 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.