Откачка конденсируемых паров

В стендовой практике при подготовке к испытаниям технологических систем применяется вакуумная сушка. Этот технологический процесс связан с откачкой влагосодержащих сред посредством механических насосов с масляным уплотнением (типа НВЗ). При достижении Р_s при температуре работающего насоса (~60°С) начинается процесс конденсации пара (данного вещества) и дальнейшее повышение давления в рабочей камере насоса не происходит. Открытие выпускного клапана происходит вследствие гидравлического удара конденсата и масла, находящихся в рабочей камере, о тарель клапана. Конденсат, образующийся при сжатии, попадая вместе с маслом в откачиваемый объем, испаряется и резко увеличивает величину полного остаточного давления, достигаемую насосом, загрязняет (замасливает) откачиваемый объем.

Отметим, что большинство встречаемых в практике жидкостей имеет давление насыщенных паров при комнатной температуре несколько мм рт.ст. и выше. Таким образом, конденсат может образоваться только в механических насосах с масляным уплотнением, т.е. при большой степени сжатия. В двухроторных насосах, где степень сжатия много меньше, пары не конденсируются и проходят через эти насосы, т.е. откачиваются, беспрепятственно. ( Пояснить на Р – Т диаграмме).

Рассмотрим процесс сжатия в камере механического насоса в случае откачки двухкомпонентной парогазовой среды. Начальные параметры. Р_г – парциальное давление неконденсируемого газа в смеси на входе в насос; Р_п – парциальное давление пара в смеси на входе в насос; Р_s – давление насыщенного пара при температуре работающего насоса; Р_в – давление выхлопа (атмосферное давление); e - степень сжатия смеси в момент начала выхлопа.

Для выхлопа нужно достичь степени сжатия: Р_в = eР_г + Р_s, т.е.

(1)

Процесс конденсации начинается при достижении e_кР_п = Р_s,

т.е. (2)

Если e_к > e_max, то конденсация не произойдет, если e_к < e_max, то в камере насоса начнется конденсация и количество конденсата будет увеличиваться вплоть до выхлопа. Долю сконденсировавшихся паров можно определить так

(3)

Зависимость (3) выводится на основе PV = mRT.

При выхлопе несконденсировавшиеся пары пройдут через масло, конденсат останется в масле. Накопление конденсата в масле ухудшает свойства масла, а значит и характеристики насоса. Для предотвращения ухудшения характеристик механического насоса с масляным уплотнение при откачке конденсируемых паров имеются два способа:

· удаление конденсата из насоса;

· предотвращение конденсации паров в насосе.

Удаление конденсата из масла происходит в «насосах с обновлением масла».

Дата добавления: 2014-01-07