Способ работы компрессора объемного вытеснения Советский патент 1982 года по МПК F04C18/16 F04C29/04 F04B39/06 

(54) СПОСОБ РАБОТЫ КОМПРЕССОРА ОБЪЕМНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ

1

Изобретение относится к компрессоростро ению и касается компрессоров объемного вытеснения, работающих с подачей жидкости в рабочую полость.

Наиболее близким к предлагаемо51у техническому решению является способ работы компрессора объемного вытеснения путем подогрева смазьшаюшей и уплотняюшей жидкости и подачи ее в рабочую полость компрессора 11.

Недостатками указанного способа работы являются невысокая производительность и коэффициент подачи и значительные перетечки, имеюшие место при сжатии легких газов, таких как, например гелий, имеюших высокие значения показателей адиабаты.

Цепь изобретения - повышение производительности и коэффидиента подачи и уменьшение перетечек при сжатии легких газов.

Указанная цель достигается тем, что подогрев жидкости осушествляют до температуры на 5-10° ниже температуры кипения.

На фиг. 1 изображена компрессорная установка с компрессором объемного вытеснения,

работающим по предлагаемому способу; на фиг. 2 - кривые, поясняюшие зависимость величины паросодержания от показателя адаабаты и газовой постоянной; на фиг. 3 - кривые, поясняющие зависимость величины паросодержания от температуры и давления; на фиг. 4 - кр1тая, поясняющая уменьшение коэффидиента перетечек.

Установка содержит компрессор 1 объемного вытеснения, отделитель 2 жидкости, насос 3, теплообменник 4.

Вьшолнение предлагаемого способа иллюстрируется на примере сжатия гелия в винтовом компрессоре 1 (фиг. 1) с подачей в его рабочую полость воды посредством насоса 3.

При сжатии гелия выделяется тепло, которое в основном восприш1мается 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 re.moi постзшает далее, например в теплообменные аппараты криогенной установки, а вода, пройДя теплообменник 4, насосом 3 снова подается в компрессор 1. Из термодинамического анализа процесса Ьжатня газа следует, что чем выше значения Показателя адиабаты К и газовой постоянной R сжимаемого газа, тем выше температура Конца сжатия и егодавление. Это прямо влияет на величину перетечек газа и снижает коэффициент подачи компрессора. Гелий, как и все легкие газы, имеьг высокие значения указанных параметров: К 1,66; R 2079 Дж/кг . (для сравнения у воздуха К 1,4; R 287 Дж/кг К что и обуславливает сравнительно невысокие значения коэффициента подачи компрессора . Для уменьшения внутренних перетечек искусственно уменьшают К и R сжимаемого газа, используя пар жидкости, подаваемой в компрессор, имеющий значе1шя К и R меньше, чем у сжимаемого газа. Чем больше количество пара образуется в рабочей полости компрессора, тем ниже значения сжимаемой смеси. Имеет место зависимость (фиг. 2) Кем. и RCM. (гелий - водяной пар) от паросодержаиия d, которое определяется по формуле где G - весовое содержание водяного пара, кг; G - весовое содержание сжимаемого гелия, кг. Величина паросодержания зависит от давле ния Р и температуры Т: чем больше температура Т смеси (Р - (fonst), тем больше будет образовываться пара и тем меньше будут Кем. и RCM. (фиг. 3). Для увеличения парообразования необходимо подавать в рабочую полость компрессора подогретую в теплообменнике 4 воду.

Формула изобретения

Способ работы компрессора объемного вытеснения, преимущественно винтового, путем подогрева смазываюшеи и уплогняющен жидкости и подачи ее в рабочую полость компрессора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с делью повышения производительности Расчеты козффидиентов перетечек при сжа тки гелия (РЬР 0,1 МПа, „ 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 этого коэффициента Л у,-, по сравнению с коэффициентом Л см без учета испаряемости воды. Результаты расчетов приведены в таблице. При сжатии в винтовом компрессоре ге.пия от 0,1 (РВС) ДО 0.5 МПа (Р„) с .подачей в рабочую полость подогретой воды с температурой 368° С паросодержание гелия равно d 0,53 кг/кг. Такое содержание пара в смеси снижает газовую постоянную R гелия на 20% и показатель адиабаты К на 8%. Уменьшение указанных параметров снижаемой смеси приводит к уменьшению перетечек и увеличению коэффициента подачи и действительной производительности Q на 23%. С увеличением количества образовавглегося пара с низкими значениями показателя адиабаты К и тазовой постоянной R, 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 работы компрессора позволяет снизить удельные энергозатраты в среднем на 8,5% в зависимости от режима работы компрессора. Качественные 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.

и коэффициента подачи и уменьшения перетечек при сжатии легких газов, подогрев жидкости осуществляют до температуры на 5-10° ниже температуры кипения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 28922|. кл. F 04 В 39/00, 1969.

В систему - 0.81.2

Лут.см Л у т 2.02.i фмг.З Р.МПа