Том 114, № 2 (2025)

5 февраля 2025 года в рамках деловой программы выставки «AirVent Moscow» состоялась конференция «Рынок промышленного и коммерческого холода сегодня», партнёром которой выступил журнал «Холодильная техника». В статье представлены ключевые итоги мероприятия, посвящённого трансформации отрасли холода под влиянием климатических обязательств, регулирования оборота гидрофторуглеродов (ГФУ) и дефицита квалифицированных кадров. Особое внимание уделено необходимости системного подхода к выбору хладагентов, актуализации образовательных программ и внедрению цифровых решений для обеспечения безопасности и энергоэффективности холодильных систем. Показано, что устойчивое развитие отрасли возможно только при совместных усилиях производителей, проектировщиков, эксплуатантов, регуляторов и образовательных учреждений.

В данной статье рассматривается актуальность применения эжекторов в циклах сжижения природного газа малой и средней производительности, т.к. они являются более дешевой и надежной альтернативой турбодетандерам. Подчеркивается, что основная сложность их проектирования связана с тем, что традиционные методики расчета, такие как метод Соколова Е.Я. и Зингера Н.М., не адаптированы для работы с многокомпонентным, часто двухфазным (парожидкостным) потоком природного газа.

В исследовании проводится расчет коэффициента эжекции по методике Соколова Е.Я. и Зингера Н.М., а также с использованием программных модулей Caltec Surface Jet Pump Unit и Ejector Extension v3.0.2. Полученные расчетные значения сравниваются с экспериментальными данными, полученными на действующей установке сжижения в поселке Развилка.

Анализ показывает значительные расхождения (от 28% до 69%) между всеми расчетными моделями и реальными показателями. Сделаны выводы о применимости стандартных методов расчета эжектора, а также выделены основные причины расхождений с экспериментами. Основной причиной расхождений названо отсутствие в моделях учета фазовых переходов (конденсации) в камере смешения и термодинамических свойств многокомпонентной смеси. Делается вывод о необходимости разработки новой, адаптированной методики расчета.

Обоснование. Одна из актуальных задач современной промышленности – совершенствование теплообменных аппаратов, т.к. практически ни одно предприятие не обходится без данного оборудования. Среди распространенных типов теплообменных аппаратов можно выделить конструкции типа «труба в трубе», которые позволяют проводить процессы нагрева, охлаждения, конденсации и кристаллизации различных рабочих сред. Вне зависимости от проводимого процесса, совершенствование теплообменных аппаратов в первую очередь должно быть направлено на повышение их теплообменной мощности. Одним из направлений её повышения является увеличение площади поверхности теплообмена.

Цель. В качестве объекта исследования рассматривается ёмкостный кристаллизатор конструкции типа «труба в трубе» с намораживанием льда на внутренней поверхности теплообменной трубы. Предложено решение совершенствования кристаллизатора, позволяющее увеличить площадь поверхности теплообмена путем изменения профиля теплообменной трубы.

Методы. В качестве метода оценивания предложений совершенствования кристаллизаторов использованы полученные с помощью компьютерного моделирования удельные показатели, характеризующие ресурсосбережение при изготовлении кристаллизаторов и энергосбережение при их эксплуатации.

Результаты. Проведена оценка кристаллизаторов по показателям энергомассовой эффективности типовой конструкции, конструкции с интенсификаторами теплообмена в виде круглых стержней, закрепленных на наружной поверхности теплообменной трубы и конструкции с поперечным сечением теплообменной трубы в форме эпитрохоиды с 8 лепестками.

Заключение. Отмечено, что и наличие стержней-интенсификаторов, и изменение профиля теплообменной трубы кристаллизатора способствует более равномерному распределению скорости хладоносителя в его межтрубном пространстве. Равномерность распределения, в свою очередь, окажет положительный эффект на интенсивности процесса намораживания льда. Также оба представленных технических решения улучшают рассмотренные удельные показатели энергомассовой эффективности кристаллизаторов.

Обоснование. В статье представлен опыт компании «Инженерно-технологические решения» по техническому обслуживанию и ремонту винтовых компрессоров, когда при замене роторов используется методология адаптивного перерасчёта винтовой пары. Подход позволяет разрабатывать роторные пары, совместимые с существующими корпусами компрессоров. Приведены результаты проекта по реинжинирингу холодильного компрессора Howden WRVi. Одним из подтверждающих факторов корректности пересчётов является коэффициент подачи компрессора, демонстрирующий минимальные отклонения от оригинальных значений.

Цель — оценить возможность реинжиниринга винтовых роторных пар с использованием методики адаптивного перерасчёта.

Методы. Отсутствие оригинальных запасных частей ставит под угрозу надёжность оборудования и вынуждает предприятия искать решения в области импортозамещения. В статье описана методология адаптивного перерасчёта, учитывающая не только геометрию исходных роторов, но и комплекс эксплуатационных факторов. Приведены примеры успешной реализации проекта по реинжинирингу компрессора и подтверждена корректность решений через анализ и сравнение коэффициентов подачи.

Результаты. Инженеры ООО «Инженерные технологические решения» разработали конструкторскую документацию для винтовых роторов. Расчет компонентов выполнен с использованием адаптивной методики пересчета. В настоящее время указанные пары роторов находятся на стадии промышленного производства. Применение предложенной методики пересчета геометрии винтовых роторов привело к изменению их профиля. При этом ключевые эксплуатационные характеристики компрессоров сохранены на прежнем уровне. Анализ коэффициента подачи λ показывает, что новое рассчитанное значение имеет минимальные отклонения более 2% от исходного параметра, что еще раз подтверждает точность выполненных расчетов.

Выводы. Проведенные исследования подтвердили целесообразность реинжиниринга винтовых роторных пар с использованием методологии адаптивного пересчета. Минимальные отклонения коэффициента подачи указывают на то, что модернизированные роторы сохраняют эксплуатационные параметры компрессоров на уровне исходных агрегатов. Перепроектирование конструкции ротора обеспечило технологическую осуществимость изготовления роторных пар с использованием существующих российских производственных мощностей, что делает предложенный подход эффективным инструментом для импортозамещения.