Математическое моделирование роторно-пластинчатых компрессоров с учетом взаимного влияния трибологических и режимных параметров

摘要

Рассмотрена математическая модель безмасляного роторно-пластинчатого компрессора, учитывающая взаимное влияние трибологических и режимных параметров работы ступени. Для формирования условий однозначности математической модели проведены экспериментальные исследования по определению значений коэффициента трения и максимально допустимой скорости скольжения перспективных самосмазывающихся материалов от нагрузочно-скоростных параметров работы компрессорной ступени. В результате математического моделирования интегральных энергетических характеристик безмасляной компрессорной ступени роторно-пластинчатого типа установлена принципиальная возможность расширения диапазона режимов её работы, за счёт обоснованного применения самосмазывающихся материалов в узлах трения и учёта взаимного влияния трибологических и режимных факторов. Теоретические исследования подтвердили возможность повышения быстроходности ступени и степени повышения давления в ней до значений не менее чем в 2 раза превышающих характеристики выпускаемых промышленностью машин. При этом задание постоянного значения коэффициента трения при моделировании ступеней роторно-пластинчатого типа может привести к неверным выводам при проектировании относительно наилучших режимных и конструктивных параметров ступени, а ошибка определения эффективного КПД может достигать 20. Повышение быстроходности безмасляной ступени роторно-пластинчатого типа позволит снизить технологические требования к обеспечению торцевых зазоров, а также увеличить в 1,5-2 раза удельные массогабаритные характеристики и степень повышения давления в ступени, при значениях эффективного КПД - 0,8 и более. Предложенная математическая модель позволит более точно прогнозировать потери энергии на механическое трение в ступени и интегральные энергетические характеристики ступени в широком диапазоне режимных и конструктивных параметров работы.