Впрыск жидкости в процессе сжатия.

   Впрыск охлаждающей жидкости в процессе сжатия, как и впрыск вообще, имеет многофункциональное назначение.

   Интенсификация процесса отвода теплоты за счет рационального выбора точки впрыска. При впрыске охлаждающей жидкости в камеру сжатия компрессора с температурой выше температуры газа в начале процесса сжатия происходит подогрев сжимаемого газа, при этом целесообразно проводить впрыск жидкости в момент равенства температур впрыскиваемой жидкости и сжимаемого газа. Необходимо отметить, что вследствие органиченного времени контакта капель охлаждающей жидкости со сжимаемым газом, обусловленного неизбежным их контактом с поверхностями камеры сжатия, встает задача определения точки оптимального впрыска охлаждающей жидкости. С одной стороны, впрыск жидкости целесообразно проводить с учетом изложенной выше причины в сжимаемый газ с высокой температурой. Однако, с другой стороны, высокая температура сжимаемого газа наблюдается в конце процесса сжатия и впрыск жидкости в это время приведет к отводу малого количества теплоты.

   Учитывая данные обстоятельства, в способе охлаждения ротационного компрессора с катящимся ротором предлагается проводить впрыск охлаждающей жидкости не с начала процесса сжатия, а с момента интенсивного изменения объема камеры сжатия, что соответствует углу поворота вала на 90°
   Вторым направлением в аспекте увеличения времени контакта между сжимаемым газом и каплями жидкости является выбор оптимальной траектории полета капель. Она выбирается из условия ее максимальной длины.

   Интенсификация процесса отвода теплоты путем более интенсивного испарения охлаждающей жидкости за счет конденсации пара на сторонних центрах конденсации. Одним из основных источников увеличения количества отводимой теплоты сжимаемого газа является стабилизация или, в общем случа, даже уменьшение температуры капель охлаждающей жидкости. Это достигается только испарением охлаждающей жидкости. Основным движущимся потенциалом процесса молекулярно-диффузорного испарения является разность концентрации пара на поверхности капли и в объеме сжимаемого газа. В процессе испарения происходит постоянное увеличение массы пара в сжимаемом газе и концентрации пара. Для уменьшения массы пара в сжимаемом газе необходимо проводить его удаление, этого можно достичь путем конденсации пара на посторонних центрах конденсации вводимых в камеру сжатия компрессора. В качестве центров конденсации предпочтительней использовать вещество, пары которого находятся в сжимаемом газе, но находящееся в другом фазовом состоянии. Так, в способе охлаждения поршневого компрессора в качестве центров конденсации используются частицы водяного льда, а в способе осушки и охлаждения компрессора в качестве центров конценсации используют капли охлаждающей жидкости крупной дисперсности. Тепло, выделяемое при конденсации пара, идет на фазовый переход и нагрев центров кондценсации.

   Интенсификация процесса отвода теплоты за счет увеличения времени контакта капель охлаждающей жидкости со сжимаемым газом. Капли охлаждающей жидкости, впрыснутые в камеру сжатия компрессора движутся в сжимаемом газе и затем взаимодействуют с поверхностями камеры сжатия. После взаимодействия капель охлаждающей жидкости с поверхностями камеры сжатия часть охлаждающей жидкости остается на поверхностях камеры сжатия, а ее малая часть в форме капель вторичного дробления возвращается в сжимаемый газ. Очевидно, что большее время контакта капель первичного пробления обеспечивает большее количество оводимой теплоты в процессе сжатия.
   Для увеличения времени контакта капель охлаждающей жидкости со сжимаемым газом, а также для предотвращения процессов коагуляции капель, в способе охлаждения компрессора используется подача электрического потенциала одного знака на капли охлаждающей жидкости, всасывающий коллектор и корпус компрессора. Тогда, согласно закону Кулона, капли охлаждающей жидкости будут отталкиваться друг от друга и от стенок камеры сжатия компрессора. При это будет достигаться увеличение времени контакта капель охладающей жидкости со сжимаемым газом и увеличение поверхности теплообмена.

   Уменьшение утечек и перетечек сжимаемого газа. Одним из основных назначений впрыска охлаждающей жидкости является уплотнение камеры сжатия. Жидкость, попадая в зазоры камеры сжатия, препятствует перетеканию газа через них. Наибольший уплотняющий эффект достигается в том случае, если жидкость имеет максимальное сцепление с поверхностями уплотняемых зазоров. С этой целью в состав охлаждающей жидкости вводят поверхностно активные вещества или проводят специальную предварительную обработку впрыскиваемой жидкости.