Френкель М.И. Поршневые компрессоры

Физика полимеров - Барнеев Г.М. Френкель С.Я.

Под редакцией доктора физико-математических наук Ельяшевича А.М.

Приводятся сведения о строении и физических свойствах макромолекул и структуре полимеров, термодинамике последних и их растворов, статистической физике макромолекул и полимерных сеток, релаксационных явлениях (механическая, электрическая и магнитная релаксация). Рассматриваются такие состояния полимера, как высокоэластическое, ориентированное и жидкокристаллическое. Отличительная особенность книги - математическое описание теории процессов и явлений, свойственных полимерным системам.
Для специалистов по физике и физической химии полимеров, полезна работникам, изучающим применение этих материалов в различных областях
промышленности. Может быть полезна студентам, аспирантам и преподавателям вузов.

Ленинград Химия
Ленинградское отделени 1990

УДК 541.64:53
Физика полимеров/Бартенев Г.М., Френкель С. Я./
Под ред. д-ра физ.-мат. наук А.М. Ельяшевича.-
Л.: Химия, 1990. - 432 с. - ISBN 5-7245-0554-1.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Физика полимеров - Барнеев Г.М. Френкель С.Я. - 1990 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Предисловие

Введение.
Предмет и общие принципы физики полимеров
Краткая историческая справка
Классификация полимеров
Типичные хонформаиии линейной макромолекулы
Термодинамический анализ фазовых превращений в полимерах
Релаксационные свойства полимеров

Часть первая. СТРОЕНИЕ И СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ

Глава I. Макромолекулы и их физические свойства
Конфигурационная информация
Конформацин макромолекул. Гибкие и жесткие цепи
Молекулярные массы и эффекты полидиспрсности
Cегрегация, вторичные макромолекулярные структуры и фазовые переходы на молекулярном уровне
Заключение

Глаза II. Структура аморфных полимеров
Общие замечания. Принципы подхода
Фазовый дуализм линейных полимеров
Сопоставление с некоторыми экспериментами
Экспериментальные основания соотношений для размеров и концентрации собственных сегментов
Бифуркация р в аморфном диацетате целлюлозы
Сунеррешетки в блоr-сополимерных системах
Зацепления и репгашюнный механизм движения макромолекул в аморфных полимерах
Заключение

Глава III. Строение кристаллических полимеров
Общие положения
Кристаллизация макромолекул различной степени свернутости. Топоморфизм
Кинетика кристаллизации
Топограмма кристаллизующихся гибкоцепных полимеров
Заключение

Часть вторая. ТЕРМОДИНАМИКА И СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ПОЛИМЕРОВ

Глава IV. Термодинамика растворов полимеров
Диаграммы состояния систем полимер - растворитель
Скейлинговый подход к растворам полимеров.
Разбавленные, полуразбавленные и концентрированные растворы
Положительное и отрицательное набухание макромолекул и основы теории перехода клубок - глобула
Химическое гелеобразование ниже порога перколяции.
О вероятных причинах образования мультицепных глобулярных морфоз в линейных и сетчатых аморфных полимерах.
Фазовые диаграммы, превращения и некоторые специальные физические и механические свойства гелей
Некоторые вопросы динамики полимерных растворов и гелей
Заключение

Глава V. Термодинамика полимерных сеток
Обилие положения
Уравнение состояния полимерных сеток (резин)
Работа при деформировании высокоэластнческого материала
О природе высокоэластнчности полимерной сетки
Эффект термоэластической инверсии.
Инверсия теплового эффекта при деформации
Заключение

Глаза VI. Статистическая физика макромолекул
Функция распределения расстоянии между концами линейной макромолекулы в идеальном растворителе
Уравнение состояния растянутой полимерной цепи- .
Статистическая термодинамика линейной макромолекулы при больших растяжениях
Заключение

Главя VII. Статистическая физика полимерных сеток
Классическая теория высокоэластичности в гауссовом приближении
Попытки уточнения классической теории высокоэластичности
Теория равновесной деформации при больших растяжениях (негауссова область)
Статистическая теория деформации полимерных сеток с учетом межмолекулярных взаимодействий
Заключение

Часть третья. РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛИМЕРАХ

Глава VIII. Структурные релаксация и стеклование
Релаксационный спектр и принцип эквивалентности
Молекулярная подвижность и уравнение Больцмана -
Аррениуса
Структурное стеклование. Термодинамические теории
Релаксационная теория стеклования и закономерности структурного стеклования
Зависимость температуры стеклования полимеров от их молекулярной массы, химического состава, состава смесей и других факторов
Влиянее молекулярной массы
Влияние микроструктуры макромолекул гомополимеров
Влияние структуры сополимеров
Температура стеклования смесей полимеров и пластифицированных полимеров
Влияние поперечного сшивания
Влияние давления
Методы расчета температуры стеклования по химической структуре полимеров
Заключение

Глава IX. Вязкоупругие свойства полимеров и процессы механической релаксации
Общие положения
Теория линейной вязкоупругости полимеров
Вводные замечания
Формулы ланейной вязкоупругости при квазистатических режимах деформации
Формулы лилейной вязкоупругости при динамических режимах деформации
Формулы линейной вязкоупругости в приближении дискретного спектра времен релаксации
Описание процессов релаксации методом механических моделей
Модели Максвелла и Кельвина - Фойгта
Модель стандартного линейного тела
Обобщенная модель Максвелла и дискретные формы молекулярного движения в полимерах
Модель высокоэластическок деформации Слонимского
Процесс а-релаксаиин и механическое стеклование
Взаимосвязь механической и структурной релаксации
Высокочастотные релаксаинонные пооцессы в полимерах и акустическая спектроскопия
Акустическая спектроскопия полимеров
Применение акустической спектроскопии к растворам
полимеров
Возможности высокочастотных методов
Структурные и механические релаксационные переходы по данным акустической спектроскопии
Заключение

Глава X Электрическая релаксация в полимерах
Общие сведения о диэлектрической проницаемости
Электрическая релаксация в полимерах
Полимеры в растворе
Аморфные полимеры
Кристаллические полимеры
Максвелл - Вагнеровские потери
Термически стимулированная деполяризация полимеров
О различиях электрической и механической релаксации в полимерах
Температурная зависимость времен релаксации и частоты а- и b-переходов
Заключение

Глава XI. Магнитная релаксация в полимерах
Спиновый парамагнетизм, ядерная намагниченность, ядерный магнитный резонанс и релаксация
Ядерная намагниченность
Бремена ядерной релаксации
Термодинамика спиновых систем
Адиабатическое размагничивание
Механизм релаксации. Связь с молекулярным движением
Функция корреляции и ее спекгральная плотность
Учет спектра времен релаксации
Структура спиновой системы твердых полимеров. Спиновая диффузия
Анизотропия мелкомасштабных движений. Остаточные взаимодействия
Форма функции спада в каучуках и расплавах полимеров
Влияние самодиффузии молекул на затухание поперечной намагниченности. Определение коэффициента са-модиффузин
Самодиффузия в расплавах и растворах полимеров Магнитная релаксация в расгворах полимеров
Влияние на магнитную релаксацию в растворах свойств растворителя, концентрации раствора и природы межцепных контактов
Электронный парамагнитный резонанс. Метод спиновых зонда и метки
Зеемановское взаимодействие
Сверхтонкое взаимодействие
Стабильные радикалы н их применение
Связь формы спектра с подвижностью радикала
Влияние анизотропии движения спиновых зонда и метки и анизогропии среды на спектры ЭПР
Исследование блочных полимеров с помощью спиновых
зонда и метки
Растворы полимеров
Заключение

Глава XII. Релаксационная спектрометрия полимеров
Априорные соображения
Линейные аморфные полимеры
Системы с выраженной морфологической гетерогенностью: кристалло-аморфные полимеры, сшитые полимеры, гетеросополимеры и смеси, наполненные полимеры
Жесткоцепные полимеры
Заключение

Часть четвертая. ФАЗОВО-АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ И СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ

Глава XIII. Фазово-агрегатные и релаксационные состояния полимеров и методы их исследования
Общие положения
Взаимосвязь фазовых, агрегатных и релаксационных состояний
О возможностях термомеханического метода

Глава XIV. Стеклообразное и кристаллическое состояние полимеров
Общие положения
Термокинетические эффекты при стекловании и подсостояния аморфных полимеров
Кинетические и динамические эффекты в кристалло-аморфных полимерах на уровне кристаллических решеток и дискретных морфоз
Заключение

Глава XV. Жидкокристаллическое состояние полимеров
О мезоморфных состояниях полимеров
Лиотропные полимерные жидкие кристаллы
Термотропные полимерные жидкие кристаллы
Заключение

Глава XVL Ориентированное состояние полимеров
Принципы подхода. Основные типы ориентированных структур
Прочность и разрушение ориентированных полимеров
Ориентационная вытяжка
Генерирование надмолекулярной организации. Ориентационная кристаллизация
Ориентация аморфных, жидкокристаллических и жестко-цепных полимерных систем
Динамические эффекты в ориентированных полимерных системах: генерирование и трансформация энергии
Заключение

Общее заключение

ПРИЛОЖЕНИЯ
I. Основные положения термодинамики равновесных систем
II. Теория перколяцни и «фрактальный» подход к описанию
свойств пространственно-неоднородных систем

Библиографический список
Предметный указатель

3-е изд. — Л.: Машиностроение, 1969. — 744 с.В книге изложены термодинамические основы сжатия газов, теория и расчет поршневых компрессоров, а также вопросы их проектирования с учетом привода от поршневых и электрических двигателей.
Значительное место уделено проблемам снижения потерь давления и энергии, возникающих в клапанах и коммуникации при пульсирующем потоке газа. Приведен расчет самодействующих клапанов, подробно рассмотрены способы регулирования производительности. Даны классификация существующих способов регулирования и их характеристика, выведены зависимости для расчета.
В третьем издании книги приведены новейшие конструктивные схемы многоступенчатых поршневых компрессоров и дан их анализ, рассмотрены типовые конструкции и отмечены присущие им особенности. Расширен ряд разделов теории компрессоров, приведены новые зависимости для выполнения термодинамических расчетов и проектирования систем регулирования производительности.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся конструированием и исследованием поршневых компрессоров. Она также может быть использована студентами вузов, специализирующимися в области компрессоростроения.Предисловие
Введение
Термодинамические основы поршневых компрессоров
Уравнения состояния газа
Теоретический цикл ступени поршневого компрессора
Количество отводимого тепла
Применение диаграмм s, T и s, i в расчетах компрессора
Зависимость работы от величины начального давления.
Действительный цикл ступени
Индикаторная диаграмма.
Коэффициент наполнения
Индикаторная мощность ступени
Многоступенчатое сжатие, производительность и мощность
Цикл многоступенчатого сжатия
Распределение сжатия
Выбор оптимального числа ступеней компрессора
Влияние числа ступеней на величину поршневой силы
Промежуточные давления.
Неполное охлаждение газа в промежуточных холодильниках
Промежуточный отбор
Производительность компрессора и секундные объемы газа, всасываемого ступенями
Определение промежуточных давлений производительности в поверочном расчете компрессора
Мощность компрессора и коэффициенты полезного действия
Компоновка компрессора и привод
Сопоставление бескрейцкоттфных и крейцкопфных компрессоров
Типы компрессоров
Схемы компрессоров
Привод компрессоров
Динамика поршневого компрессора
Силы в кривошипном механизме
Уравновешивание сил инерции
Колебания фундаментов
Расчет маховика
Расчет маховика для компрессора с приводом от асинхронного и синхронного электродвигателей
Потери энергии в клапанах и газовой коммуникации
Общие положения
Дроссельные потери энергии в клапанах
Дроссельные потери энергии в газовой коммуникации
Потери энергии вследствие газового удара и волновых явлений в коммуникации
Суммарная потеря мощности в газовом тракте
Конструктивные элементы поршневых компрессоров
Цилиндры
Клапаны
Поршни
Поршневые кольца
Штоки
Плунжеры.
Сальники
Элементы кривошипно-шатунного механизма, станины и рамы
Смазка компрессоров
Требования, предъявляемые к маслам
Нормы расхода масла
Смазка цилиндров
Смазка механизма движения
Вспомогательная аппаратура и коммуникации
Холодильники
Влагомаслоотделители и буферные емкости
Предохранительные клапаны
Коммуникации
Регулирование производительности
Регулирование воздействием на привод
Регулирование воздействием на коммуникацию
Регулирование воздействием на клапаны цилиндра
Регулирование присоединением дополнительных полостей
Регулирование изменением хода поршня
Сопоставление способов регулирования
Комбинированное регулирование
Сервоприводы
Автоматические регуляторы производительности
Емкость ресивера в зависимости от характера регулирования
Системы автоматического управления
Конструктивное выполнение поршневых компрессоров
Компрессоры малой производительности
Компрессоры средней производительности
Компрессоры большой производительности
Низконапорные дожимающие компрессоры
Компрессоры сверхвысокого давления
Компрессоры без смазки цилиндров
Определение параметров компрессора и пример термодинамического расчета
Определение параметров компрессора
Термодинамический расчет компрессора
Приложения
Литература

Марк Исаакович Френкель (14 августа 1909, Бар, Подольская губерния - 20 июня 1982, Ленинград) - советский учёный в области машиностроения, доктор технических наук, профессор, деятель отечественного компрессоростроения, основоположник теории и инженерного метода расчета поршневых компрессоров.

Значение слова «Компрессор» в Большой советской энциклопедии объясняется, в частности, со ссылкой на его работу Поршневые компрессоры (3 изд., Л.-М., 1969).

Биография

В июне 1929 года поступил студентом в Ленинградский политехнический институт (ЛПИ) на специальность «Химическое машиностроение»

В 1932 году начал работать инженером-конструктором в Гипроазотмаш`е (Ленниихиммаш)

В мае 1934 года защитил дипломный проект «Разработка теории регулирования поршневого компрессора» (научный руководитель Н. А. Доллежаль).

В октябре 1934 года начал работать в качестве ассистента кафедры компрессорных машин ЛПИ.

В октябре 1935 года поступил в аспирантуру ЛПИ.

В 1936 году начал работу преподавателем на кафедре компрессоростроения ЛПИ.

В июне 1938 году окончил аспирантуру ЛПИ.

В апреле 1939 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Теория поршневых компрессоров» (научный руководитель профессор К. И. Страхович)

В сентябре 1939 года перешёл на должность доцента кафедры компрессорных машин ЛПИ. Одновременно в Гипроазотмаше он руководит разработкой принципиально новой конструкции свободнопоршневого парокомпрессора.

В июне 1941 года по ходатайству Гипроазотмаша был командирован в город Сумы на завод имени М. В. Фрунзе с целью форсировать работы по пуску свободнопоршневого парокомпрессора.

В 1945 году начал работать старшим научным сотрудником в лаборатории гидравлических машин ЛПИ. Руководил работами по исследованию самодействующих клапанов по договорам с НИИХимМашем и заводом N103 (Ленинградский компрессорный завод, ОАО «Компрессор»).

В 1949 году издал монографию «Поршневые компрессоры» (первая редакция; в 1960 году - вторая редакция).

В 1961 году защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора технических наук на заседании ученого совета Ленинградского технологического института холодильной промышленности (Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий).

В 1969 году издал монографию «Поршневые компрессоры» (третья редакция).

Дети: Френкель Исаак Маркович, Френкель Михаил Маркович, Френкель Наталья Марковна

В Ленинграде проживал по адресу: улица Карбышева, 6, корпус 2, кв. 20.

Основные труды

1. Френкель М. И. Поршневые компрессоры: теория, конструкции и основы проектирования. - М.-Л.: Машгиз, 1949.
2. Френкель М. И. Прямоточные клапаны для поршневых компрессоров. - Передовой научно-технический и производственный опыт. [Промышленная энергетика].. - М.: Акад. наук СССР. Филиал Всесоюз. ин-та науч. и техн. информации, 1949. - 743 с. - (№Э-58-83).
3. Френкель М. И. Поршневые компрессоры: теория, конструкции и основы проектирования. - М.-Л.: Машгиз, 1960. - 654 с.

В книге изложены термодинамические основы сжатия газов, теория и расчет поршневых компрессоров, а также вопросы их проектирования с учётом привода от поршневых и электрических двигателей.

Значительное место уделено проблемам снижения потерь давления и энергии, возникающих в клапанах и коммуникации при пульсирующем потоке газа. Приведен расчет самодействующих клапанов, подробно рассмотрены способы регулирования производительности. Даны классификация существующих способов регулирования и их характеристика, выведены зависимости для расчета.

Д. М. ФРЕНКЕЛЬ

ОСВОБОЖДЕНИЕ ИЗ БУТЫРСКОЙ ТЮРЬМЫ

До 1915 года я проживала в Варшаве, работала в мастерской женских головных уборов. С 1914 года состояла членом Польской социалистической партии «левица».

В 1915 году партийная организация Варшавы направила меня нелегально под именем Яники Тарновской в Москву для организации помощи польским политзаключенным. Здесь я устроилась на работу по своей специальности и вступила в союз швейников.

По указанию руководителей профсоюза мы собирали среди рабочих фабрик и заводов деньги и теплые вещи и через нелегальный Красный Крест передавали их в тюрьмы заключенным. Дважды направляли меня в Орел, где с помощью орловских товарищей оказывалась помощь заключенным, содержащимся в Орловском каторжном централе и в Орловской губернской тюрьме, в их числе Ф. Э. Дзержинскому.

После перевода Дзержинского из Орловского централа в московскую тюрьму мы и здесь продолжали оказывать ему помощь.

1 марта 1917 года, в день победы Февральской революции в Москве, меня вместе с другими представителями профсоюза швейников включили в один из летучих отрядов, сформированных Московским военно-революционным комитетом, для освобождения политзаключенных из тюрем. Нашему отряду предстояло освобождение революционеров из Бутырской тюрьмы.

Когда наш отряд на грузовике прибыл к Бутырской тюрьме, там уже собралась большая толпа народа… Мы вихрем ворвались в тюремные коридоры. Из камер повсюду неслись революционные песни. Растерянные надзиратели послушно открывали камеры. Но наше нетерпение было настолько сильным, что часть дверей мы взламывали принесенными ломами и кувалдами. У некоторых заключенных зубилами снимали оковы.

На пороге одной из камер мы встретили Дзержинского. На Феликса Эдмундовича больно было смотреть: бледный, изможденный, в каторжной одежде и немного прихрамывал - последствие ножных кандалов. Я сразу же прикрепила ему на грудь свой красный бант. Рабочие на руках отнесли сияющего от счастья революционера из тюрьмы и усадили в машину…

В начале мая 1917 года мне вповь пришлось встретиться с Ф. Э. Дзержинским. Произошло это при следующих обстоятельствах. Среди освобожденных из московских тюрем революционеров оказалось много больных, изможденных, не имевших ни жилья, ни средств для существования. Московское бюро помощи освобожденным из заключения и прибывшим из далеких ссылок организовало в Москве ряд временных… лазаретов, где освобожденные могли бы подлечиться, окрепнуть, определить свою дальнейшую судьбу. В один из таких «санаториев»… в начале мая 1917 года и был помещен Ф, Э. Дзержинский.

Бюро помощи назначило меня на работу в этот «санаторий» в качестве снабженца. Почти ежедневно я приносила туда продукты, медикаменты, белье…

Мне не раз приходилось быть свидетелем горячих политических споров между больными с участием Дзержинского. Помню, как врач Вайнштейн выражал недовольство по поводу того, что больные без конца спорят, и требовал аосолютного покоя.

Срок пребывания в «санатории» был небольшой - 12–15 дней, затем одни выезжали на родину или устраивались на работу в Москве, других направляли на более длительное лечение в больницы или в настоящие санатории.

У Феликса Эдмундовича было обнаружено затемнение в легких - последствие туберкулеза, которым он болел в тюрьме, и его направили на лечение кумысом в Оренбургскую губернию.

Перед отъездом из «санатория» больные решили сфотографироваться вместе с врачом, обслуживающим персоналом и представителями бюро помощи освобожденным политическим. Местом фотографирования был избран уголок Ботанического сада на Мещанской улице, примыкавший в «санаторию». Эта фотография как ценнейшая реликвия хранится у меня до сих пор.

Публикуется впервые

Мои тюрьмы Бесстрашно для родины все претерпи, Тиранию в корне разрушим. И, если тюрьмой будет центр земли, Взорвав ее, выйдем наружу. НАМЫК КЕМАЛЬ В ком не возбуждало романтических эмоций одно слово «Кипр» – название острова, с которым связаны самые светлые, поэтические