Специальные параметры газобалластных насосов

Условие (1) позволяет перейти к рассмотрению специальных параметров, характеризующих работу газобалластных насосов.

1-й параметр: количество балластного газа. Роль этого параметра рассмотрим для наиболее характерного случая, когда парциальное давление воздуха в откачиваемом объеме значительно меньше парциального давления пара (p_г<<р_п). Такое положение создается обычно уже вскоре после начала работы газобалластного насоса, так как, в отличие от воздуха, убыль пара в откачиваемом объеме непрерывно восполняется за счет испарения источника пара, находящегося в этом объеме. Быстрое понижение давления пара начинается лишь при заметном истощении источника.

Если давление балластного газа в объеме V₂ (т.е. в момент открывания клапана) обозначим через р_б, а число оборотов ротора, приходящееся на 1 сек, через п, то, очевидно, количество балластного газа (в единицах pV/сек) будет равно:

Возьмем крайний случай, когда давление откачиваемого пара в результате сжатия к моменту открывания клапана (объем V₂) повысилось как раз до давления р_нас, так что

Учтем также, что в момент открывания клапана полное давление газопаровой смеси (р_б+р_нас) равно атмосферному давлению, которое обозначим через р_а (давлением клапана пренебрегаем).

Отсюда

После подстановки полученного значения р_б в выражение для Q_б получаем:

Наконец, поскольку количество подаваемого (в единицу времени) балластного газа должно быть таким, чтобы, в момент открывания клапана давление пара до насыщения еще не доходило, а, также принимая во внимание, что произведение V₁n представляет собою расчетное значение быстроты действия насоса S_нрас, получаем следующее окончательное выражение для параметра количество балластного газа:

(2)

Формула (2) показывает, что насос требует тем большее количество балластного газа, чем больше его быстрота действия (S_нрас), чем больше впускное давление откачиваемого пара (р_п) и чем меньше давление насыщения удаляемого газобалластным насосом пара (р_нас) при температуре в объемеV₂.

Практически при работе насоса балластный газ в определенных количествах подается через специальный дозирующий вентиль, который можно устанавливать обычно в трех положениях, соответствующих максимальному, промежуточному и минимальному количеству балластного газа. Этими тремя положениями и определяется параметр количество балластного газа для различных периодов откачки.

В первый период откачки, когда р_п имеет наибольшее значение, дозирующий вентиль устанавливается на максимуме. После достаточного снижения р_п дозирующий вентиль устанавливается в промежуточном положении, а затем на минимуме. Наконец, с прекращением испарения дальнейшее снижение давления р_п смогло бы происходить и без газового балласта; однако для ускорения процесса откачки и в этот, заключительный, период дозирующий вентиль, установленный на минимуме, должен еще некоторое время подавать балластный газ. Целью этой подачи является продувка насоса воздухом, в результате которой из масла выдуваются остатки пара, которые могли попасть в него в процессе откачки. После продувки дозирующий вентиль ставится на нуль, а насос, если требуется, может продолжать свою работу уже как обычный вращательный масляный насос.

В связи с наличием определенного максимума балластного газа, больше которого дозирующий вентиль пропустить не может, значение р_п не должно превышать определенного максимума, иначе условие (2) нельзя будет соблюсти даже при положении дозирующего вентиля на максимуме.

В связи с этим для газобалластных насосов указывается второй специальный параметр - наибольшее допустимое давление пара (р_п, мм.рт.ст.). Этот параметр указывается для каждого положения дозирующего вентиля и обычно относится к водяному пару.

Наконец, чтобы ориентироваться, как данный газобалластный насос оправляется с откачкой пара, указывается третий параметр, - производительность по пару при наибольшем допустимом давлении пара (G, г/ч). Величина G также указывается для водяного пара (или воды).

При пользовании параметром G не следует забывать, что его значение соответствует указываемому для данного насоса только в том случае, если количество напускаемого балластного газа Q_б удовлетворяет условию (2), так как при недостаточном количестве Q_б часть пара будет, очевидно, конденсироваться (оставаться в насосе) и, следовательно, фактическое значение G будет ниже.