Способ работы компрессора объемного вытеснения

Союз СоветскикСоцквлнсткческмкРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 1900053(7 ) Заявитель Краснодарский политехнический институт(54) СПОСОБ РАБОТЫ КОМПРЕССОРА ОБЪЕМНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ Изобретение относится к компрессоростро ению и касается компрессоров объемного вытеснения, работающих с подачей жидкости в рабочую полость.Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ работы5 компрессора объемного вытеснения путем подогрева смазываюшей и уплотняюшей жидкос. ти и подачи ее в рабочую полость компрессора 11.Недостатками указанного способа работы10 являются невысокая производительность и коэффициент подачи и значительные перетеч.ки, имсюшие место при сжатии легких газов, таких как, например гелий, имеюших высокие15 значения показателей адиабаты.Цель изобретения - повышение производительности и коэффициента подачи и умень.шение перетечек при сжатии легких газов,Указанная цель достигается тем, что по.20 догрев жидкости осушествляют до температуры на 5 - 10 ниже температуры кипения.На фиг. 1 изображена компрессорная уста. новка с компрессором объемного вытеснения работающим по предлагаемому способу; на фиг. 2 - кривые, поясцяюшие зависимость величины паросодержания от показателя ади. абаты и газовой постоянной; на фиг. 3 - кривые, поясняюшие зависимость величины паросодержания от температуры и давления; на фиг. 4 - кривая, поясняющая уменьшение коэффициента перетечек.Установка содержит компрессор 1 объемного вытеснения, отделитель 2 жидкости, насос 3, теплообменник 4.Выполнение предлагаемого способа иллюстрируется на примере сжатия гелия в вин товом компрессоре 1 (фиг, 1) с подачей в его рабочую полость воды посредством насоса 3.При сжатии гелия выделяется тепло, которое в основном воспринимается жидкостью, Повышение температуры Т жидкости приводит к ее парообразованию. После сжатия в компрессоре 1 смесь гелия, водяного пара и воды поступает в отделитель 2 жидкости. Очищенный до определенной степени гелий поступает далее, например в теплообменные3 90 аппараты криогенной установки, а вода, прой ця теплообменник 4, насосом 3 снова подает ся в компрессор 1.Из термодинамического анализа процесса сжатия газа следует, что чем выше значения йокаэателя адиабаты К и газовой постоянной В сжимаемого газа, темвыше температура конца сжатия и егодавление. Это прямо влияет на величину перетечек газа и снижает коэффициент подачи компрессора. Гелий, как 16 и все легкие газы, имеет высокие значения указанных параметров: К = 1,бб; В = 2079 Дж/кг К (для сравнения у воздуха К=1,4; В = 287 Дж/кг К), что и обуславливает сравнительно невысокие зна. чения коэффициента подачи компрессора.Для уменьшения внутренних перетечек ис. кусственно уменьшают К и В сжимаемого га. за, используя пар жидкости, подаваемой в компрессор, имеющий значения К и В меньше, чем у сжимаемого газа, Чем больше ко. личество пара образуется в рабочей полости компрессора, тем ниже значения Ксь 1 и Всм сжимаемой смеси.Имеет место зависимость (фиг. 2) К,м и Вс(гелий - водяной пар) от паросодер- эч жания д, которое определяется по формуле 0053 фРасчеты коэффициентов перетечек при сжатии гелия (Р = 0,1 МПа, Р= 0,65 МПа) с подачей в рабочую полость компрессора воды, подогретой до температуры на 5 - 10 ниже температуры кипения, показали, что предлагаемый способ обеспечивает уменьшение это го коэффициента,Луг по сравнению с коэффициентом Лс без учета испаряемости воды,Результаты расчетов приведены в таблице. 6и6где (3 - весовое содержание водяного пара,и ЗОкг;6 - весовое содержание сжимаемого гелия, кг,Величина паросодержания зависит от давления Р н температуры Т: чем больше темпера.тура Т смеси (Р = сопзт), тем больше будетобразовываться пара и тем меньше будутКсм. и Всм. (фиг. 3).Для увеличения парообразования необходимо подавать в рабочую полость компрессораподогретую в теплообменнике 4 воду.40 ОтносительноеуменьшениеЛр,си/Л,% Паросодержание д, .кг/кгТемператураподаваемой жидкости, К 25 373 0,6 23 0,53 368 21 0,46 363 ф тем подогрева смазываюшей и уплогняюгцейжидкости и подачи ее в рабочую полостькомпрессора, о т л и ч а ю ц и й с я тем,что, с целью повышения производительности Формула изобретения Способ работы компрессора объемноговытеснения, преимущественно винтового, пуПри сжатии в винтовом компрессоре гелия от 0,1 (Ряс) до 0,5 МПа (Р) с подачей в. рабочую полость подогретой воды с температурой 368 С паросодержание гелия равно д = 0,53 кг/кг. Такое содержание пара в сме. си снижает газовую постоянную В гелия на 20% и показатель адиабаты К на 8%. Уменьшение указанных параметров снижаемой смеси приводит к уменьшению перете. чек и увеличению коэффициента подачи Л и действительной производительности 0 на 23%.С увеличением количества образовавшегося пара с низкими значениями показателя адиабаты К и тазовой постоянной Я, изменения в сторону уменьшение указанных свойств сжимаемой среды будет заметнее. Это приводит к снижению перетечек в компрессоре и увеличению его коэффициента подачи и действительной производительности.Использование предлагаемого способа ра. боты компрессора позволяет снизить удельные энергозатраты в среднем на 8,5% в зависи. мости от режима работы компрессора. Качест. венные показатели сжатого газа не ухудшатся, так как система очистки от воды и водяного пара достаточно эффективна и надежна.Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности и коэффициента подачи компрессора и уменьшает перетечки./кг и коэффициента подачи и уменыпения пере.течек при сжатии легких газов, подогрев жидкости осуществляют до температуры на 5 - 10ниже температуры кипения. 6Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Из 28922.кл. Е 04 В 39/00, 1969.