Экспериментальное исследование особенностей рабочих процессов тихоходных интенсивно охлаждаемых длинноходовых поршневых компрессорных ступеней

Рассмотрены уникальные элементы рабочих процессов тихоходного поршневого компрессора, не свойственные для быстроходных поршневых машин. Экспериментально доказано, что при режимах работы с повышенной температурой газа на входе в тихоходный компрессор (выше температуры охлаждающей среды) в процессе всасывания наблюдается заметное снижение температуры газа. Первую часть цикла в ступени газ охлаждается, и начало процесса сжатия будет происходить с более низкой температуры, чем температура газа в стандартной точке всасывания. Кроме того, экспериментально подтверждено предположение, что при работе тихоходного компрессора на хладагентах возможны режимы работы в области влажного пара, при которых наблюдается конденсация рабочего тела в конце процесса сжатия. Указанные режимы работы могут быть использованы в компактных холодильных машинах малой производительности с уменьшением массогабаритных параметров конденсаторного блока.

Выполненные исследования показали необходимость проведения верификации методики расчета рассматриваемых типов поршневых компрессоров и доработки последних с учетом особенностей протекания рабочих процессов тихоходных поршневых машин.

1. Прилуцкий И. К., Наумчик И. В. Помощник М. В. [и др.]. Прогноз текущих и интегральных параметров ступени компрессора с линейным приводом при переменном ходе поршня и постоянной теоретической производительности // Компрессорная техника и пневматика. 2023. № 3. С. 6–12. EDN: BLKPZQ.

2. Прилуцкий И. К., Молодова Ю. И., Галяев П. О. [и др.]. Особенности процессов теплообмена в ступенях малорасходных машин объёмного действия с различными механизмами движения // Вестник Международной академии холода. 2017. № 4. С. 30–40. DOI: 10.21047/1606-4313-2017-16-4-30-40.

3. Садвакасов Д. Х., Чернов Г. И., Евдокимов В. С., Райковский Н. А. Анализ влияния скорости поршня на работу холодильного компрессора, работающего в области влажного пара // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2022. Т. 6, № 4. С. 26–31. DOI: 10.25206/2588-0373-2022-6-4-26-31. EDN: MDPDPP.

4. Садвакасов Д. Х., Райковский Н. А., Чернов Г. И., Евдокимов В. С. Разработка упрощенной математической модели рабочих процессов тихоходного поршневого компрессора в области влажного пара для холодильных установок // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2024. № 3 (150). С. 118–135. EDN: ALNETV.

5. Бусаров С. С. Создание и совершенствование бессмазочных поршневых компрессоров среднего и высокого давления на базе малорасходных тихоходных длинноходовых ступеней: дис. … д-ра техн. наук. Омск, 2023. 325 с. URL: https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_012860386/ (дата обращения: 15.02.2025).

6. Бусаров С. С., Юша В. Л. Перспективы создания малорасходных компрессорных агрегатов среднего и высокого давления на базе унифицированных тихоходных длинноходовых ступеней // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2018. Т. 24, № 4. С.80–89. DOI: 10.18721/JEST.24408. EDN: YRNOVN.

7. Юша В. Л., Бусаров С. С. Теоретический анализ температурных режимов длинноходовой тихоходной поршневой компрессорной ступени при интенсивном внешнем охлаждении цилиндра и повышенной температуре газа в стандартной точке всасывания // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2025. № 4. C. 76–90. EDN: VCHJVU.

8. Юша В. Л., Бусаров С. С. Особенности рабочих режимов дожимных поршневых компрессоров на базе тихоходной длинноходовой компрессорной ступени в составе мобильных компрессорных станций // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2025. Т. 9, № 1. С. 29–38. DOI: 10.25206/2588-0373-2025-9-1-29-38. EDN: XKTMJH.

9. Юша В. Л., Бусаров С. С., Сухов Е. В. Оценка эффективности парокомпрессионных холодильных машинах с квазиизотермическим сжатием природных хладагентов // Казахстан-холод 2018: сб. докл. VIII Междунар. науч.-техн. конф. Алматы: Изд-во АТУ, 2018. С. 210–215.

10. Yusha V. L., Chernov G. I., Sadvakasov D. H. The efficiency theoretical analysis of the ammonia refrigeration cycle based on the compression in the wet vapor region. AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2285. 030078. DOI: 10.1063/5.0029565.

11. Юша В.Л., Бусаров С.С., Недовенчаный А.В. Влияние компоновки системы газораспределения на герметичность тихоходных длинноходовых поршневых компрессорных ступеней низкого, среднего и высокого давления // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2024. № 11. C. 89–100. EDN: KWIWNV.

12. Бусаров С. С., Недовенчаный А. В., Капелюховская А. А. Обоснование возможности конденсации газов в бессмазочных тихоходных холодильных компрессорах // Холодильная техника. 2023. Т. 112. № 1. С. 21–27. DOI: 10.17816/RF513731. EDN: NZHAGI.

13. Бусаров С. С., Недовенчаный А. В., Капелюховская А. А. Моделирование рабочих процессов в тихоходных поршневых компрессорах компактных холодильных установок // Вестник Международной академии холода. 2023. № 4. С. 22–27. DOI: 10.17586/1606-4313-2023-22-4-22-27. EDN: TRFHUJ.

14. Гетманов В. Г. Метрология, стандартизация, сертификация для систем пищевой промышленности. Москва: ДеЛи принт, 2006. 181 с. ISBN 5-94343-124-1.

15. Зайдель А. Н. Погрешности измерения физических величин / под ред. Ж. И. Алферова. Ленинград: Наука, 1985. 112 с.

16. Грановский В. С., Сирая Т. Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Ленинград: Энергоатомиздат, 1990. 288 с.

17. Bland M. J., Altman D. G. Statistics Notes: Measurement error. BMJ. Vol. 313. P. 744. DOI: 10.1136/bmj.313.7059.744.

18. Cochran W. G. Errors of Measurement in Statistics. Technometrics. Vol. 10, no. 4. 1968. P. 637–66. DOI: 10.2307/1267450. URL: http://www.jstor.org/stable/1267450 (accessed: 10.02.2025).

19. Krstev I., Helwig A., Müller G. Detection of random vapour concentrations using an integrating diamond gas sensor. Sensors and Actuators B Chemical. 2014. Vol. 195. Р. 603. DOI: 10.1016/j.snb.2014.01.093.