Pressure pulsations in volumetric compressors systems have an important influence on the compression power and reliability. This problem occurs not only in huge compressor systems, as in the natural gas piping, in gas mines or national transport systems, but also in a small refrigeration compressors in domestic applications. Nowadays, it is necessary to develop pressure pulsation damping elements which will be effective for different mass flow rate values. One of the solutions are passive damping elements in the form of various types of nozzles. In addition to the decrease of pressure pulsations value, the result is also an increase in power consumption of the compression. Therefore, shape optimization is necessary. In the article the possibility of optimizing the shape of such elements using computational simulations is discussed.
PL
Pulsacje ciśnienia w instalacjach sprężarek wyporowych mają duży wpływ na ich moce sprężania oraz niezawodność. Problem ten pojawia się nie tylko w dużych systemach sprężarkowych, jak na przykład w sprężarkach gazu ziemnego w kopalniach i rurociągach transportowych, ale również w małych sprężarkach chłodniczych w zastosowaniach domowych. Aktualnie konieczne jest opracowanie elementów tłumiących pulsacje ciśnienia dla różnych wartości strumienia przepływającego czynnika. Jednym z rozwiązań są pasywne elementy tłumiące w postaci różnego rodzaju zwężek. Poza spadkiem wartości pulsacji ciśnienia efektem jest również wzrost poboru mocy sprężania. Wymagana jest więc optymalizacja kształtu takich elementów. Niniejszy artykuł rozważa możliwość przeprowadzania optymalizacji kształtu pasywnych tłumików pulsacji ciśnienia przy pomocy symulacji komputerowych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pressure pulsations in volumetric compressor manifolds are one of the most important problems in compressor operation. These problems occur not only in huge compressor systems such as those used in natural gas piping in gas mines or national transport systems, but also in small refrigeration compressors found in domestic applications. Nowadays, systems require a new approach since in all applications, variable revolution speed compressors are introduced. Mufflers designed in a conventional way on the basis of the Helmholtz theory only have good pressure pulsation damping action within the designed frequency range. In the case of revolution speed change, the reaction of the damper designed according to the Helmholtz theory may be insufficient. Therefore, any innovative ideas for pressure attenuation is welcomed by the compressor industry. One of the possibilities to attenuate pressure pulsations over a wide range of frequencies is the introduction of specially shaped nozzles in the gas duct flow directly after the compressor outlet chamber. It is obvious that the nozzle attenuates pressure and flow pulsations due to energy dissipation, but at the same time, it also raises the requirement for the pumping power of the compressor. The estimation of nozzle pulsation attenuation may be assessed using CFD simulation. In the paper, the influence of the time step and viscous models choices have been shown. The differences between viscous and inviscid gas models have been shown.
PL
Pulsacje ciśnienia w instalacjach sprężarek wyporowych są jednym z najważniejszych problemów w eksploatacji sprężarek. Problem ten pojawia się nie tylko w dużych systemach sprężarkowych, jak na przykład w sprężarkach gazu ziemnego w kopalniach i rurociągach transportowych, ale również w małych sprężarkach chłodniczych w zastosowaniach domowych. Aktualnie te systemy wymagają nowego podejścia, jako że we wszystkich zastosowaniach wprowadzane są sprężarki o zmiennych prędkościach obrotowych. Tłumiki projektowane zgodnie z teorią Helmholtza mają dobre wskaźniki tłumienia pulsacji tylko w projektowym zakresie częstotliwości. W przypadku zmian prędkości obrotowej sprężarki działanie tłumika opartego na teorii Helmholtza może być niewystarczające. Dlatego każda innowacyjna technika tłumienia pulsacji ciśnienia jest oczekiwana przez przemysł sprężarkowy. Jedną z możliwości tłumienia pulsacji w szerokim zakresie jest zastosowanie zwężek kształtowych wprowadzonych bezpośrednio na tłoczeniu sprężarki. Oczywiście zwężka taka ogranicza pulsacje, powodując jednak równocześnie zwiększenie mocy potrzebnej do sprężania czynnika. Ocena efektywności tłumienia pulsacji ciśnienia może być oceniona na podstawie wyników symulacji CFD. W pracy pokazano wpływ modelu gazu lepkiego i doboru kroku czasowego na wyniki symulacji. Przedstawiono także różnice w wynikach dla gazu ściśliwego i nieściśliwego.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.