Способ работы компрессора объемного вытеснения

Способ работы компрессора объемного вытеснения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцквлнсткческмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)900053 (54)М. Кл. (53) УДК621.S14 (088.8) (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.04.80 (21) 2947643/25-06

F 04 С 18/16

F 04 В 39/06 с присоединением заявки K—

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.01.82 Бюллетень (ф 3

Дата опубликования описания 23.01 82

Г. Н. Калугин, В. И. Алешин, Л. Т. Караганов, Н. В. Филин, (72) Авторы изобретения

С. И. Шиян и Ю. П. Мишин » (7!) Заявитель

Краснодарский политехнический институт (4) 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 работы

5 компрессора объемного вытеснения путем подогрева смазывающей и уплотняюшей жидкости и подачи ее в рабочую полость компрессора (11.

Недостатками указанного способа работы

10 являются невысокая производительность и коэффициент подачи и значительные перетечки, имсюшие место при сжатии легких газов, таких как, например гелий, имеющих высокие

15 значения показателей адиабаты.

Цель изобретения — повышение производительности и коэффициента подачи и уменьшение перетечек при сжатии легких газов.

Указанная цель достигается тем, что по20 догрев 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 адиабаты 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 винтовом компрессоре 1 (фиг. 1) с подачей в его рабочую полость воды посредством насоса 3.

При сжатии гелия выделяется тепло, которое в основном восприштмается 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 теплообменные

3 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

Rсжимаемого газа,,тем выше температура конца сжатия и его давление. Это прямо влияет на величину перетечек газа и снижает

Коэффициент подачи компрессора. Гелий, как 16 и все легкие газы, имеет высокие значения указанных параметров: K = 1,66; R = 2079 Дж/кг К (для сравнения у воздуха К = 1,4; R = 287 Дж/кг К), что и обуславливает сравнительно невысокие значения коэффициента подачи компрессора. 1$

Для уменьшения внутренних перетечек искусственно уменьшают К и R сжимаемого газа, используя пар жидкости, подаваемой в компрессор, имеющий значения К и R меньше, чем у сжимаемого газа. Чем больше количество пара образуется в рабочей полости компрессора, тем ниже значения Ксм и Я см сжимаемой смеси.

Имеет место зависимость (фиг. 2) К м и R„.„(гелий — водяной пар) от паросодер- зч жалил d, которое определяется по формуле

0053 ф

Расчеты коэффициентов перетечек при сжа тии 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.

r0 коэффициента,Õ» по сравнению с коэффициентом Х«без учета испаряемости воды.

Результаты расчетов приведены в таблице.

G и

G„ где G — весовое содержание водяного пара, и ЗО кг;

G — весовое содержание сжимаемого reГ лия, кг.

Величина паросодержания зависит от давления Р н температуры Т: чем больше температура Т смеси (P = const), тем больше будет образовываться пара и тем меньше будут

Кем. и Rсм. (фиг. 3) °

Для увеличения парообразования необходимо подавать в рабочую полость компрессора подогретую в теплообменнике 4 воду.

Относительное умен ьшение

Лрьси Р %

Паросодержание

d, .кг/кг

Температура подаваемой жидкости, К

0,6

373

0,53

368

0,46

363

Формула изобретения

Способ работы компрессора объемного вытеснения, 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

= 0,53 кг/кг. Такое содержание пара в смеси снижает газовую постоянную R гелия»а

20% и показатель адиабаты К на 8%.

Уменьшение указанных параметров снижаемой смеси приводит к уменьшению перетечек и увеличению коэффициента подачи Х„„ 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 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. тем подогрева смазывающей и уплогняющей жидкости и подачи ее в рабочую полость компрессора, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения производительности

900053

3 Системы

Вси

Фиг,7

7.б

7,5

Ц а7 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 Р 289221. кл. F 04 В 39/00, 1969.

900053

КГ

ФКГ

os

И

02

КГ

Kr

ВНИИПИ Заказ 12150/55 Тираж 670 Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4