Анализ термодинамической эффективности теоретического многоступенчатого компрессора с комбинированным применением адиабатного, изотермического и субизотермического процессов сжатия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлен термодинамический анализ процессов сжатия при интенсивном отводе тепла в предположении о возможности его реализации при показателе политропы, меньшем единицы. Предложена терминологическая классификация политропных процессов, в том числе рассмотрено понятие о субизотермическом процессе. Разработана методика определения показателя политропы субизотермического процесса при теоретическом комбинированном многоступенчатом сжатии, а также методики сравнительной оценки энергоэффективности различных вариантов теоретического комбинированного многоступенчатого сжатия и тепловой нагрузки на теплообменное оборудование. Выполнен сравнительный термодинамический анализ различных вариантов теоретического многоступенчатого сжатия при комбинированном применении адиабатных, изотермических и субизотермических ступеней. Полученные результаты позволяют предполагать, что теоретически, с точки зрения термодинамических критериев эффективности, комбинированное многоступенчатое сжатие предпочтительнее в сравнении с многоступенчатым адиабатным сжатием. Перспективы практического применения субизотермических ступеней в составе многоступенчатых компрессорных установок определяются возможностями их конструктивной реализации. 

Об авторах

Владимир Леонидович Юша

ОАО «Сибнефтетранспроект»

Автор, ответственный за переписку.
Email: 1978yusha@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9858-7687
SPIN-код: 1503-9666

доктор технических наук, профессор, главный специалист технического отдела

Россия, 644042, г. Омск, ул. Иртышская набережная, 11, корп. 1

Список литературы

  1. Агурин А. П. Передвижные компрессорные станции. Москва: Высшая школа, 1979. 168 с.
  2. Петров Л. А., Антонов О. В. Опыт эксплуатации компрессорной азотной станции при освоении нефтяных скважин // Компрессорная техника и пневматика. 2004. № 4. С. 8.
  3. Передвижные и переносные компрессорные станции для получения азота // Техномир. 2006. № 4. С. 42–43.
  4. Пластинин П. И. Передвижные компрессорные станции // Насосостроение и компрессоростроение. Холодильное машиностроение. Москва: 1977. Т. 1. 103 с.
  5. Дмитриев В. Т. Обоснование и выбор энергосберегающих параметров функционирования шахтных компрессорных установок: дис. ... д-ра техн. наук. Екатеринбург, 2006. 227 с.
  6. Хисамеев И. Г., Максимов В. А. Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры: теория, расчет и проектирование. Казань: Фэн, 2000. 638 с.
  7. Юша В. Л. Создание и совершенствование ступеней компрессоров объёмного действия для автономных мобильных установок: дис. … д-ра техн. наук. Омск, 2008. 434 с.
  8. Захаренко С. Е., Анисимов С. А., Дмитревский В. А. [и др.]. Поршневые компрессоры / под ред. С. Е. Захаренко. Москва-Ленинград: Машгиз, 1961. 455 с.
  9. Френкель М. И. Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования. 3-е изд., перераб. и доп. Ленинград: Машиностроение, 1969. 744 с.
  10. Фотин Б. С., Пирумов И. Б., Прилуцкий И. К., Пластинин П. И. Поршневые компрессоры / под общ. ред. Б. С. Фотина. Ленинград: Машиностроение, 1987. 372 с.
  11. Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. В 2 т. Т. 1. Теория и расчёт. Москва: КолосС, 2006. 456 с.
  12. Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. В 2 т. Т. 2. Основы проектирования. Конструкции. Москва: КолосС, 2008. 711 с.
  13. Берман Я. А., Маньковский О. Н., Марр Ю. Н., Рафалович А. П. Системы охлаждения компрессорных установок. Ленинград: Машиностроение, 1984. 228 с.
  14. Юша В. Л. Научно-технологические предпосылки совершенствования и промышленного освоения малорасходных компрессорных агрегатов на базе длинноходовых поршневых ступеней // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2022. Т. 6, № 3. С. 24–39. doi: 10.25206/2588-0373-2022-6-3-24-39.
  15. 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, 2024. 325 с.
  16. Yusha V. L., Den’gin V. G., Busarov S. S., Nedovenchanyj A. V., Gromov A. Yu. The estimation of thermal conditions of highly-cooled long-stroke stages in reciprocating compressors // Procedia Engineering. 2015. Vol. 113. P. 264–269. doi: 10.1016/j.proeng. 2015.07.333.
  17. Yusha V. L., Busarov S. S., Gromov A. Y. Assessment of the Prospects of Development of Medium-Pressure Single-Stage Piston Compressor Units // Chemical and Petroleum Engineering. 2017. Vol. 53 (7-8). P. 453–458. doi: 10.1007/s10556-017-0362-2.
  18. Busarov S. S., Nedovenchanyi A. V., Yusha V. L., Gromov A. Yu., Sazhin B. S. Analysis of thermal state of intensely cooled long-stroke low-speed piston compressor stage // Chemical and Petroleum Engineering. 2017. Vol. 52. Р. 597–601.
  19. Bosnjakovic F., Knoche K. F. Technische Thermodynamik: Teil I. Darmstadt; Steinkopff, 1998. 543 p.
  20. Кириллин В. А., Сычёв В. В., Шейндлин А. Е. Техническая термодинамика. Москва: Энергоатомиздат, 1983. 407 с.
  21. Бэр Г. Д. Техническая термодинамика. Москва: Мир, 1977. 518 с.
  22. Богданов С. Н., Бучко Н. А., Гуйго Э. И. Теоретические основы хладотехники. Тепломассообмен. Москва: Агропромиздат, 1986. 320 с.
  23. Архаров А. М., Шишов В. В., Талызин М. С. Энтропийно-статистический анализ низкотемпературных транскритических циклов диоксида углерода // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. Вып. 3. doi: 10.18698/2308-6033-2017-3-1601. EDN: YHEUPJ.
  24. Хрёкин А. С., Баранов И. В. Сравнительный анализ эффективности циклов холодильных машин // Вестник Международной академии холода. 2021. № 1. С. 12–21. doi: 10.17586/1606-4313-2021-20-1-12-21. EDN: LNYFMY.
  25. World Guide to Transcritical CO2 Refrigeration. Part 1. URL: https://ingenium-company.ru/upload/world-guide-to-transcritical-co2-refrigeration-part-1.pdf (дата обращения: 11.05.2024).
  26. Юша В. Л. Системы охлаждения и газораспределения объёмных компрессоров: моногр. Новосибирск: Наука, 2006. 236 с. ISBN 5-02-023169-X.
  27. Бажан П. И., Каневец Г. Е., Селиверстов В. М. Справочник по теплообменным аппаратам. Москва: Машиностроение, 1989. 366 с.
  28. Данилова Г. Н., Богданов С. Н., Иванов О. П. [и др.]. Теплообменные аппараты холодильных установок. Ленинград: Машиностроение, 1973. 328 с.
  29. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности»: приказ Ростехнадзора от 15.12.2020 г. URL: https://hna34.ru/federalnye-normy-i-pravila-v-oblasti-promyshlennoj-bezopasnosti/246-prikaz-rostekhnadzora-15-12-2020-533.html (дата обращения: 15.05.2024).
  30. ГОСТ Р 54802 — 2011 (ИСО 13631:2002). Нефтяная и газовая промышленность. Компрессоры поршневые газовые агрегатированные. Технические требования (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. № 1166-ст). Введ. 01.06.2013. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200098739 (дата обращения: 15.05.2024).
  31. Busarov S. S., Yusha V. L. Implementation features of multistage compression in air compressor units based on low-speed long-stroke stages // Chemical and Petroleum Engineering. 2021. Vol. 57 (3). P. 576–582. doi: 10.1007/s10556-021-00978-x.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».