Для цитирования: Макаров Н. В. Закономерности управления аэродинамическим коэффициентом полезного действия вентиляторов для аппаратов воздушного охлаждения газа // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 6. С. 76–86. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-6-76-86

Актуальность. Установлены закономерности влияния структурных элементов проточной части вентиляторных установок и геометрических параметров на их аэродинамический коэффициент полезного действия в широком диапазоне изменений удельной быстроходности.
Цель и методы работы. Получена математическая модель зависимости геометрических и кинематических параметров вентиляторных установок и аэродинамического коэффициента полезного действия от удельной быстроходности.
Результат. Доказано, что с увеличением удельной быстроходности вентиляторных установок для обеспечения высоких значений их аэродинамических коэффициентов полезного действия необходимо увеличивать аэродинамическое качество профилей лопаток рабочих колес и снижать аэродинамическое сопротивление элементов проточной части. Показана возможность создания вентиляторной установки для аппаратов воздушного охлаждения газа с удельной быстроходностью не менее 400 и экономичностью с КПД не менее 0,85 при обеспечении аэродинамического качества профилей рабочих колес более 25 и коэффициенте аэродинамического сопротивления проточной части не более 0,2.

Ключевые слова: аппараты воздушного охлаждения газа; вентиляторная установка; энергоэффективность; КПД; удельная быстроходность; коэффициент аэродинамического качества и сопротивления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ванчин А. Г. Методы оценки технического состояния аппаратов воздушного охлаждения газа в условиях компрессорной станции магистрального газопровода // Нефтегазовое дело. 2012. № 4. С. 466–475.
2. Хворов Г. А., Юмашев М. В. Анализ энергосберегающих технологий охлаждения газа на основе аппаратов воздушного охлаждения в транспорте газа ПАО «Газпром» // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. № 9. С. 127–132.
3. Шабанов В. А., Пашкин В. В., Ивашкин О. Н. Анализ потерь электроэнергии в электроприводе аппарата воздушного охлаждения газа // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2014. Т. 10. № 1. С. 18–24.
4. Январев И. А. Комбинированный способ регулирования температурных режимов модульной установки воздушного охлаждения газа // Омский научный вестник. 2014. № 2(130). С. 161–165.
5. Калинин А. Ф., Фомин А. В. Оценка эффективности режимов работы АВО // Труды РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина. 2011. № 4(265). С. 131–139.
6. Ванчин А. Г. Методы оценки работы аппаратов воздушного охлаждения газа при разных вариантах включения вентиляторов // Нефтегазовое дело. 2012. № 5. С. 279–287.
7. Рубцова И. Е., Мочалкин Д. С., Крюков О. В. Основные направления и задачи энергосбережения при реконструкции КС. Энергосбрежение и автоматизация электрооборудования компрессорных станций: монография. Н. Новгород: Вектор ТиС, 2012. Т. 3. 572 с.
8. Ivanov E. S., Kitaitev S. V., Shammazov I. A. Methods for improving the energy efficiency of natural gas pipelines. St. Petersburg: Nedra, 2008. 439 p.
9. Абакумов А. М., Мигачев А. В., Степашкин И. П. Исследование системы управления аппаратом воздушного охлаждения природного газа // Известия вузов. Электромеханика. 2016. № 6. С. 130–134.
10. Abakumov А. М., Stepashkin I. P. Research of the adaptive automatic control system at the natural gas air – cooling unit // IEEE Xplorе. 2017. DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076297
11. Брусиловский И. В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов. М.: Машиностроение, 1986. 240 с.
12. Брусиловский И. В. Аэродинамический расчет осевых вентиляторов. М.: Машиностроение, 1986. 288 с.
13. Makarov N. V., Makarov V. N., Lifanov A. V., Kitonsa H. Mathematical model of conformal mappings in the theory of radial grids of mine turbomachines // Mathematical Analysis with Applications. In Honor of the 90th Birthday of Constantin Corduneanu. Springer Proceedings in Mathematical & Statistics 318. P. 337–346. DOI: 10.1007/97s–3–030–42176–233
14. Лифанов А. В., Матеров А. Ю., Макаров В. Н., Серков С. А., Макаров Н. В. Перспективные направления повышения комплексной эффективности аппаратов воздушного охлаждения // Нефть. Газ. Новации. 2020. № 4(233). С. 14–17.
15. Лойцанский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
16. Torshizi S. A. М., Benisi А., Durali M. Multilevel optimization of the splitter blade profile in the impeller of a centrifugal compressor // Scientia Iranica. 2017. No. 24. P. 707–714.
17. Mao Y. F. Numerical study of correlation between the surge of centrifugal compressor and the piping system. Ph. D. Thesis. Xian Jiaotong University, Xian, 2016.
18. Wu D., Yin K., Yin Q., Zhang X., Cheng J., Ge D., Zhang P. Reverse circulation drilling method based on a supersonic nozzle for dust control // Applied sciences (Switzerland). 2017. Vol. 7. No. 1. P. 5–20.
19. Макаров В. Н., Боярских Г. А., Валиев Н. Г., Макаров Н. В., Дылдин Г. П. Критерии подобия природной соразмерности турбомашин // Известия вузов. Горный журнал. 2020. № 8. C. 81–89.
20. Способ повышения давления и экономичности лопастных турбомашин: пат. 2482337 Рос. Федерация. М. кл. F 04 D 29/28; заявл. 29.11.2011; опубл. 20.05.2013. Бюл. № 14.
21. Belskikh A. M., Makarov V. N. Mathematical modelling of thermovortex heat transfer in air coolers // Topical issues of rational use of natural resources: XVI International Forum – Contest of Students and Young Researchers. Sci. conf. abstracts. 2020. Saint-Petersburg. Vol. 2. P. 140–141.