A new approach to the identification and modellingof the working cycle of a heat pump compressor is proposed. A mathematical modelof the heat exchange process in the compressor circuit is constructed, taking into account the change in temperature and pressure of the compression chambers. The presented mathematical model is based on the material and energy balance equations of the heat pump working fluid. Transient characteristics are determined and their investigation is conducted.
PL
Zaproponowano nowe rozwiązanie identyfikacji i modelowania cyklu pracy sprężarkipompyciepła. Stworzono model matematyczny procesu wymiany ciepła w obiegu sprężarki uwzględniający zmiany temperatury i ciśnienia w komorach sprężania. Przedstawiony model matematyczny oparty jest na równaniach bilansów materiałowych i energetycznych płynu roboczego pompy ciepła. Wyznaczono i zbadano charakterystyki przejściowe.
Efektywne zarządzanie olejem w instalacjach chłodniczych jest kluczowe dla niezawodnej pracy sprężarek, które wymagają odpowiedniego smarowania ruchomych części. Wybór oleju zależy od ciśnienia i temperatury pracy, rodzaju czynnika chłodniczego, obciążenia oraz typu sprężarki. W artykule zwrócono uwagę na najważniejsze aspekty gospodarki olejowej w instalacjach chłodniczych.
Micro gas turbine engines are a popular subject in research activities; most of them consider performance measurements and vibration analysis, which are related to operating running engines. Operating even small-size engines causes potential risk to operator health. The research problem was to identify the acoustic flow field from the front and back of an operating GTM-120 engine. Research was divided into three parts: identify noise at various rotational speeds, identify the acoustic field of the engine, and identify noise levels at additional points. Obtained results identifies noise, from such a small engine, is at a range of 67 to 109 dBC, which is harmful and unpleasant to people that are within a radius of 15 meters from the engine. The final conclusion is that installing a muffler for any size of turbomachinery should be mandatory.
Prawidłowa eksploatacja instalacji chłodniczej wymaga prowadzenia okresowej kontroli parametrów pracy układu, w tym kontrolowania ciśnienia i temperatury skraplania. Wartość ciśnienia skraplania jest parametrem, dzięki któremu można ocenić stan instalacji, a także znajomość tej wartości jest niezbędna do postawienia odpowiedniej diagnozy w przypadku pojawienia się sytuacji awaryjnej. Wzrost ciśnienia skraplania ma wpływ na pozostałe istotne parametry pracy układu. W artykule zwrócono uwagę na zagadnienie wpływu ciśnienia skraplania na efektywność pracy sprężarkowego układu chłodniczego.
In many designs of a single-stage radial and axial-centrifugal compressors of the turboprop and turboshaft aviation engines, a properly formed collector placed after a vaneless or vaned radial diffuser, is used to decrease velocity and to increase static pressure of an air stream. The spiral diffuser is one of the main diffuser types. A volute is a channel with a different form of transverse sections that gradually expands in the direction of rotor rotation and includes preceding diffuser with a cylindrical inlet hole. Its geometrical parameters should be properly selected to ensure the correct operation of the scroll. This paper presents two main methods of calculation of geometrical parameters of the spiral diffuser: free vortex design (constant angular momentum principle) and constant mean velocity design. Mentioned methods (recommended for use in the conceptual design of a compressor) are based on energy equation - steady flow energy equation, equation of continuity, first law of thermodynamics, Euler’s moment of momentum equation, gas dynamics functions and definitions used in theory of turbomachinery. A detailed analysis of geometrical parameters of different types of collectors were conducted. This paper also provides a review of experimental research results of total pressure loss coefficient in the volute and proposed method of determining air stream parameters at volute outlet.
PL
W wielu projektach jednostopniowych sprężarek promieniowych i osiowo-odśrodkowych silników lotniczych turbośmigłowych i turbowałowych, odpowiednio uformowany kolektor umieszczony za bezłopatkowym lub łopatkowym dyfuzorem promieniowym, jest stosowany do zmniejszenia prędkości i zwiększenia ciśnienia statycznego strumienia powietrza. Dyfuzor spiralny jest jednym z głównych typów dyfuzorów. Spirala to kanał o zmiennym przekroju poprzecznym, który stopniowo rozszerza się w kierunku obrotu wirnika i obejmuje poprzedzający go dyfuzor z cylindrycznym otworem wlotowym. Jego parametry geometryczne powinny być odpowiednio dobrane, tak aby zapewnić prawidłową pracę spirali. W artykule przedstawiono dwie główne metody obliczania parametrów geometrycznych dyfuzora spiralnego: projektowanie swobodnego wiru (zasada stałego momentu pędu) i projektowanie według stałej średniej prędkości. Wymienione metody (zalecane do stosowania w projektowaniu koncepcyjnym sprężarki) opierają się na równaniu energii - równaniu energii przepływu ustalonego, równaniu ciągłości, pierwszej zasadzie termodynamiki, równaniu momentu pędu Eulera, funkcjach dynamiki gazów i definicjach stosowanych w teorii maszyn wirnikowych. Przeprowadzono szczegółową analizę parametrów geometrycznych różnych typów kolektorów. W artykule przedstawiono również przegląd wyników badań eksperymentalnych współczynnika strat ciśnienia całkowitego w spirali oraz zaproponowano metodę określania parametrów strumienia powietrza na wylocie spirali.
The collection and transportation of low-pressure gas released into the atmosphere from the oil fields is important in increasing gas production. This issue, which differs in its actuality, has both economic and pollution preveniton benefits. One such project, led by the UN Development Fund, was successfully implemented in the city of Siyazan, Azerbaijan. An electrically driven compressor unit of NQK-7/1-5 type with two oscillating cylinders is commonly used for such work. On visual inspection of the compressors undergoing repair, it was found that the seals in the pneumatic part and the elements of the cylinder-piston group are completely out of order, the gear teeth in the transmission part are broken, worn, the bearings are destroyed, the belts are torn, etc. Compressors sent for repair are almost always reassembled. A structural-kinematic analysis of the compressor installation was carried out to find out the causes of the existing malfunctions. For this purpose, a kinematic diagram of the conversion mechanism of the compressor – a slider-crank linkage mechanism was drawn up using the method of closed contours from projection equations relative to the X and Y axes, and based on the condition that the rotation angles of the piston and cylinder axes are equal, the instantaneous rotation angle, angular velocity and angular acceleration of the cylinder rotation, as well as instantaneous values of displacement, speed and acceleration of the piston inside the cylinder were found. It was shown that the designer's decision on the selection of the design scheme and determination of the product dimensions, which are one of the main issues in the design of the mechanism, should be made based on the results of the kinematic and dynamic analysis.
PL
Gromadzenie i transport gazu LPG uwalnianego do atmosfery z pól naftowych są istotnymi kwestiami jeśli chodzi o zwiększenie wydobycia gazu. Zagadnienie to, zróżnicowane pod względem realiów, niesie za sobą korzyści z punktu widzenia ekonomicznego jak i zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska. Jeden z takich projektów, prowadzony przez Fundusz Rozwoju ONZ, został zrealizowany, z pozytywnym wynikiem, w mieście Siyazan w Azerbejdżanie. Podczas wykonywania takich prac najczęściej stosowany jest agregat sprężarkowy z napędem elektrycznym typu NQK-7/1-5 z dwoma cylindrami oscylacyjnymi. Dokonując oględzin sprężarek trafiających do remontu okazało się, że uszczelnienia w części pneumatycznej oraz elementy grupy cylinder-tłok są całkowicie niesprawne, zęby kół zębatych w części przekładniowej są połamane i zużyte, łożyska zniszczone, a pasy rozerwane itp. Sprężarki kierowane do remontu są prawie zawsze ponownie montowane. W celu poznania przyczyn powstałych usterek, przeprowadzono analizę konstrukcyjno-kinematyczną instalacji sprężarkowej. W tym celu sporządzono schemat kinematyczny mechanizmu przekładniowego sprężarki, czyli mechanizmu korbowo-wodzikowego, metodą zamkniętych konturów z równań projekcyjnych względem osi X i Y, a opierając się na założeniu, że kąty obrotu osi tłoka i cylindra są równe, znaleziono wartości chwilowego kąta obrotu, prędkości kątowej i przyspieszenia kątowego obrotu cylindra oraz chwilowe wartości przemieszczenia, prędkości i przyspieszenia tłoka wewnątrz cylindra. Wykazano, że wyniki analizy kinematycznej i dynamicznej powinny stanowić podstawę przy wyborze przez konstruktora schematu konstrukcyjnego i określaniu wymiarów produktów, co zwykle stwarza największe problemy podczas projektowania mechanizmu.
Sercem instalacji chłodniczej jest sprężarka. Jest to jeden z najdroższych, jak i również jeden z najbardziej złożonych elementów instalacji. W układzie chłodniczym spełnia dwa podstawowe zadania: utrzymuje w parowniku odpowiednie ciśnienie, aby ciekły czynnik chłodniczy mógł wrzeć w żądanej temperaturze, oraz zasysa pary czynnika chłodniczego o niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze sprężając je następnie do wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury, które po opuszczeniu sprężarki trafiają do skraplacza, gdzie oddają ciepło. Aby proces ten zachodził bezproblemowo z jak największą wydajnością niezbędny jest odpowiedni układ regulacji pracy sprężarki.
The hot parts of aircraft engines are made of nickel-based superalloys and work in extremely difficult conditions. The compressor blades mentioned in the article are usually produced by a casting process whose parameters have a great influence on the fatigue properties of the end product. The parameters of the casting process have significant influence on the microstructure, i.e. phase components morphologies. The article presents the results of the analysis of microstructures of nickel superalloys and the influence of casting parameters on the fatigue strength of finished products. The casting parameters were selected experimentally. The work included analysis of the microstructure of semifinished products and high-cyclic fatigue strength tests of the final product.
W urządzeniach klimatyzacyjnych, takich jak agregaty wody lodowej (chillery) oraz centrale wentylacyjne, przez lata królował czynnik R410A (GWP=2088). Obecnie nadchodzi jego kres wywołany przepisami ustawy F-gazowej, która skłania producentów do poszukiwania czynników chłodniczych o zdecydowanie niższym współczynniku GWR Kandydatem na nowego króla jest R32 z GWP = 675. Firma Emerson opracowała nowe sprężarki Copeland YP o wysokiej efektywności energetycznej dla urządzeń klimatyzacyjnych specjalnie dostosowane do czynnika R32, co pozwala na łatwiejsze spełnienie wymagań dyrektywy Eco-design i ustawy F-gazowej.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The swash plate type compressor utilized in car air conditioning devices and cooling system was analyzed in this study. Proper dynamic behavior of the components in such a compressor affected the correct functioning of the whole system. The aim of the study was to identify the characteristics of the main motion components in the swash plate-slippers-piston assembly of the compressor and to estimate the friction torques in its bearings. Some models of this assembly are elaborated and presented in the paper. The main components of slipper complex motion were identified, such as reciprocal motion along the axis of piston, rotation around piston axis, and short-time rotation around its own axis. Friction torque in axial bearing was higher than in journal bearing and varied with the rotational angle. Friction torques in journal bearings varied with the rotational angle and had different courses for two bearings of the compressor.
W pierwszej części artykułu autorzy przedstawili schemat modyfikowanych sprężarek, modyfikację i zalecenia modyfikacji ich sterowania oraz wnioski do optymalizacji algorytmu sterowania na podstawie badań kolejnych jego wersji. Teraz przyszła pora zająć się wyjaśnieniem zjawisk, jakie wystąpiły w badaniach.
Przedmiotem modernizacji była jedna z czterech modernizowanych sprężarek typu 6RMY56 produkcji CKD. Instalacja sprężonego powietrza, na potrzeby której pracuje ww. sprężarka, dostarcza medium dla: napędu remontowych urządzeń pneumatycznych, AKPiA, odsiarczania, odpopielania, odsysania pyłu węglowego oraz na blok 858 MW do celów technologicznych.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule podano podstawowe pojęcia związane z niezawodnością i trwałością instalacji chłodniczych oraz pomp ciepła. Opisano ewolucję konstrukcji podstawowego ogniwa instalacji, tj. sprężarek, której celem była poprawa ich niezawodnościowych, energetycznych i eksploatacyjnych właściwości. Rezultatem udoskonaleń konstrukcyjnych oraz technologicznych, niezawodność i trwałość sprężarek oraz innych elementów instalacji wzrosła na tyle, że np. systemy ogrzewania ze sprężarkowymi pompami ciepła z powodzeniem konkurują z tradycyjnymi instalacjami grzewczymi wyposażonymi w kotły gazowe i olejowe i to nie tylko pod względem niezawodności i trwałości, ale również pod względem kosztów eksploatacji, nie mówiąc już o ich znaczeniu w przedsięwzięciach zmierzających do likwidacji niskiej emisji. W artykule szczególną uwagę zwrócono na niezawodność i trwałość urządzeń chłodniczych eksploatowanych w obiektach handlowych.
EN
The article gives basic concepts related to the reliability and durability of refrigeration installations and heat pumps. The evolution of the basic cell structure of the installation, i.e. compressors, is described aiming to improve their reliability, energy and operational properties. As a result of structural and technological improvements, the reliability and durability of compressors and other components of the installation have increased so much that e.g. heating systems with compressor heat pumps successfully compete with traditional heating systems equipped with gas and oil boilers. The improvements are not only in terms of reliability and durability, but also in terms of operating costs, not to mention their importance in projects aimed at eliminating low emissions. In the article, special attention is paid to the reliability and durability of refrigeration equipment operated in commercial facilities.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule podano podstawowe pojęcia związane z niezawodnością i trwałością instalacji chłodniczych oraz pomp ciepła. Opisano ewolucję konstrukcji podstawowego ogniwa instalacji, tj. sprężarek, której celem była poprawa ich niezawodnościowych, energetycznych i eksploatacyjnych właściwości. Rezultatem udoskonaleń konstrukcyjnych oraz technologicznych, niezawodność i trwałość sprężarek oraz innych elementów instalacji wzrosła na tyle, że np. systemy ogrzewania ze sprężarkowymi pompami ciepła z powodzeniem konkurują z tradycyjnymi instalacjami grzewczymi wyposażonymi w kotły gazowe i olejowe i to nie tylko pod względem niezawodności i trwałości, ale również pod względem kosztów eksploatacji, nie mówiąc już o ich znaczeniu w przedsięwzięciach zmierzających do likwidacji niskiej emisji. W artykule szczególną uwagę zwrócono na niezawodność i trwałość urządzeń chłodniczych eksploatowanych w obiektach handlowych.
EN
The article gives basic concepts related to the reliability and durability of refrigeration installations and heat pumps. The evolution of the basic cell structure of the installation, i.e. compressors, is described aiming to improve their reliability, energy and operational properties. As a result of structural and technological improvements, the reliability and durability of compressors and other components of the installation have increased so much that e.g. heating systems with compressor heat pumps successfully compete with traditional heating systems equipped with gas and oil boilers. The improvements are not only in terms of reliability and durability, but also in terms of operating costs, not to mention their importance in projects aimed at eliminating low emissions. In the article, special attention is paid to the reliability and durability of refrigeration equipment operated in commercial facilities.
The energy efficiency increase problem for railway rolling stock pneumatic systems compressed air preparation is directly connected with its purification and drying technology choice. In the presented materials in the article, the authors find a solution to the problem based on realization analysis of different factors that affect compressed air quality, purification and drying technology choice, as well as based on energy efficiency analysis. To realize the energy-saving events at railway rolling stock compressed air preparation, the authors suggest performing factor analysis influencing on compressed air purification method choice to consider pneumatic system as a module scheme and to employ the modernized construction of the locomotive main tanks.
Sprężone gazy i pary znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, m. in. w przemyśle spożywczym, chłodnictwie i transporcie. W prezentowanym cyklu artykułów omawiane są m. in. niezbędne w codziennej eksploatacji informacje z zakresu termodynamiki gazów, wymiany ciepła, działania urządzeń i instalacji gazów medycznych, obsługi tych instalacji oraz obsługi butli gazowych. Publikowana w tym numerze część 5 tego cyklu poświęcona jest zaleceniom projektowym i eksploatacyjnym dotyczącym prawidłowej konstrukcji instalacji sprężonego powietrza.
EN
Compressed gases and vapors are widely used in many branches of industry, such as food processing, refrigeration and transport. The most common compressed media are: air, refrigerants, ammonia, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, helium, argon, methane. Taking into account desired parameters and application area, technical, medical and food processing compressed gases can be distinguished. The series of papers deals - except others - with necessary from the practical point of view information on thermodynamics of gases, heat transfer, working principles of devices and installations for medical gases, as well as operation of these installations and gas cylinders. Manufacturing technologies and safety aspects are also described.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeanalizowano wyniki badań wpływu długości uszkodzenia pióra łopatki sprężarki silnika lotniczego (z uwzględnieniem położenia tego uszkodzenia na krawędzi pióra) na jej wytrzymałość zmęczeniową w warunkach dużej liczby cykli. Opracowano kryteria klasyfikacji uszkodzeń łopatki oraz metodykę badań. Zaprojektowano i wykonano oprzyrządowanie do próby zmęczeniowej łopatek sprężarki. Do ustalenia źródła inicjacji pęknięcia zmęczeniowego i kierunku jego propagacji podczas próby zmęczeniowej zastosowano metodę fluorescencyjną.
EN
Article presents the research results of aircraft compressor blade damage length and its position influence on fatigue strength under high number cycles conditions. The criteria for blade damage detection classification and test research methodology were developed. Designed and tested the instrumentation for compressor blades fatigue tests. Fluorescent method was used to determine the source of fatigue cracking initiation and its propagation direction during fatigue test.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper modernization of a three-stage chlorine centrifugal compressor, in which chlorine is pressurized has been described. Machine nominal mass flow has been increased by 20% and the pressure rise has remained almost unchanged. New construction concept has been chosen basing on analysis of different design variants. Calculations were conducted with one-dimensional method with usage of in-house developed code. Algorithms implemented to this program are based on empirical studies and wide experience in compressor modernization and design. Moreover, results of modified machine acceptance test results, which satisfies VDI norm 2045/ISO 5389 has been presented.
The present article reports the results of tests of a compressor consisting of four helical rotors. Finite element strength analysis of rotors with varied screw thread pitch was performed. The analysis allowed us to determine the stress-strain state of the rotor material and deformation of rotors as an effect of loads generated during operation of the compressor. The analysis also made it possible to calculate the frequencies of the free vibrations of the rotors.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W wielu konstrukcjach jednostopniowych sprężarek odśrodkowych oraz osiowo-promieniowych lotniczych silników śmigłowych i śmigłowcowych w celu zmniejszenia prędkości oraz zwiększenia ciśnienia statycznego strumienia powietrza stosuje się odpowiednio ukształtowany kolektor umieszczony za bezłopatkowym lub łopatkowym dyfuzorem. Dyfuzor spiralny jest jednym z zasadniczych typów dyfuzorów. Kolektor stanowi kanał o różnie ukształtowanych przekrojach poprzecznych, rozszerzający się stopniowo w kierunku obrotu wirnika i obejmujący poprzedzający dyfuzor walcowym otworem wlotowym. W celu zapewnienia prawidłowej pracy dyfuzora spiralnego jego parametry geometryczne winny być odpowiednio dobrane. W pracy przedstawiono dwie zasadnicze metody obliczeń parametrów geometrycznych dyfuzora spiralnego: stałej cyrkulacji oraz prędkości średniej. Wymienione metody (zalecane do stosowania w projekcie koncepcyjnym sprężarki) oparto na równaniu zachowania energii - równaniu energetycznym przepływu, równaniu ciągłości, pierwszej zasadzie termodynamiki, równaniu momentu ilości ruchu Eulera, funkcjach gazodynamicznych oraz definicjach stosowanych w teorii maszyn wirnikowych. Przeprowadzono szczegółową analizę parametrów geometrycznych kolektorów różnych rodzajów konstrukcyjnych. Zaprezentowano także przegląd wyników badań eksperymentalnych współczynnika strat przepływu w kolektorze oraz propozycję sposobu wyznaczania parametrów strumienia na wylocie spirali zbiorczej.
EN
In many constructions of one-stage radial and axial-centrifugal compressors of the turboprop and turboshaft aviation engines, a properly formed collector placed after vaneless or vane radial diffuser in order to decrease velocity and to increase air stream static pressure is applied. The spiral diffuser is one of the fundamental diffuser type. A volute is a channel with a different form of traverse sections that gradually expands in a direction of rotor rotational speed and encloses previous diffuser with a cylindrical intake hole. Its geometrical parameters should be properly selected to ensure the correct operation of the scroll. This paper presents two fundamental methods of calculation of geometrical parameters of the spiral diffuser: free vortex design (constant angular momentum principle) and constant mean velocity design. Mentioned methods (for conceptual design of a compressor) are based on energy equation - steady flow energy equation, equation of continuity, first law of thermodynamics, Euler’s moment of momentum equation, gas dynamics functions and definitions used in theory of turbomachinery. Detailed analysis of geometrical parameters of different types of collectors was conducted. This paper also provides a review of experimental research results of total pressure loss coefficient in the volute and proposed method of determining air stream parameters at volute outlet.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.