10 / 27
В.В. Костюк, Б.И. Каторгин, В.П. Фирсов, К.Л. Ковалёв и др.
10
Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2017
Основное сжатие неона происходит в компрессорах К
1
и К
2
.
Охлаждение неона после сжатия осуществляется в концевых тепло-
обменных аппаратах АТ
1
и АТ
2
, а после дожимающего компрес-
сора — в АТ
3
.
После сжатия в компрессоре К
2
и охлаждения в концевом тепло-
обменном аппарате АТ
2
неон поступает в рекуперативный теплооб-
менный аппарат ТА
р
, затем с температурой 89 K — на турбину де-
тандера ТД и далее направляется через теплообменный аппарат
нагрузки ТА
н
для охлаждения жидкого азота до этой температуры.
Расчет и профилирование проточной части компрессоров выпол-
нен с оптимизацией по КПД, где основными ограничивающими па-
раметрами выступают частота вращения и мощность. Компрессоры
криорефрижератора обеспечивают давление 3,1
⋅
10
5
Па на входе в
турбодетандер, что достаточно для получения перепада температур
на колесе детандера 24 K. На рис. 7 представлены результаты расчета
распределения полного давления в рабочем колесе.
Рис. 7.
Изменение полного давления (Па) в тракте рабочего колеса компрессора К
2
Массовый расход неона в контуре составляет 120 г/с. Значения
давления, температуры, скоростей вращения см. на рис. 5.
Компрессор (рис. 8, 9) включает в себя расположенные на одном
валу две центробежные ступени и встроенный между ними высоко-
частотный синхронный электродвигатель с возбуждением от посто-
янных магнитов (SmCo). Питание, управление и контроль работы вы-
сокочастотного синхронного электродвигателя компрессора осу-
ществляется с помощью инвертора, входящего в состав единого блока
управления, контроля и отображения информации. Инвертор позволя-
ет плавно регулировать количество оборотов ротора. Каждая центро-
бежная ступень компрессора состоит из осерадиального колеса, за-
крепленного на консоли ротора, лопаточного диффузора сборной ка-
меры, входного и выходного патрубков. В центробежных ступенях
компрессора осуществляется последовательное сжатие рабочего тела.
Степень сжатия в первой ступени составляет 1,77. После сжатия