Оглавление:
Холодильные и криогенные машины и установки
- Искусственное охлаждение охлаждение возможно естественным путем с минимальными затратами энергии и средств, если организм может быть использован или использован. Машина естественной окружающей среды как воздух, вода, почва, лед, snow. To для обеспечения искусственного охлаждения необходимо достаточно большое потребление энергии. Тепло выводится из организма Процесс искусственного охлаждения обычно называют холодным. Холодопроизводительность характеризует количество холодного воздуха и измеряется в Ваттах и киловаттах.
Теоретически самый маленький Плотность мощности. То, что необходимо для получения охлаждающей способности I W, равно обратной величине коэффициента охлаждения карнотического охладителя. Зависимость коэффициента Р На рисунке показаны удельные энергозатраты при производстве холодного воздуха от температуры T. 8.16.Можно искусственно охлаждать организм в разных условиях ways. So, вы можете реализовать В результате уменьшается внутренняя энергия тела или его энтальпия, за счет чего снижается температура.
Холодопроизводительность-количество тепла, отводимого чиллером. Людмила Фирмаль
Более унифицированный способ Вы также можете использовать его для: охлаждения-это отвод тепла от тела и его передача в организм друг друга или окружающую среду. Единица измерения времени при температуре ниже температуры окружающей среды. Инжир. 16.Зависит! И коэффициент (Р) удельной потребляемой мощности при холодном производстве при температуре 7 Температура окружающей среды 7О=ЗЛК:/-theoreticalпmpИ теоретического минимума (ТО— Тл / т: ф фактическое значение 2 диапазоны; степень 3 о приведении в среднем .
Термодинамическая целостность фактической установки tg = Pmin / P используется промежуточная рабочая жидкость, которая выполняет ряд процессов(обычно замкнутых） Цикл), в результате чего тепло передается от первоначально охлажденного объекта к промежуточному рабочему телу цикла, а затем к окружающей среде или другому объекту. Современная технология Вы можете получить низкую температуру. Весь диапазон низких температур условно делится на 3 диапазона: умеренно низкий (273-120 к), очень низкий (120-0, 5 к), очень низкий (0,5 — > 0） К).
Чем ниже температура, тем выше энергетические и материальные затраты на охлаждение, и тем выше стоимость 1 Вт охлаждающей способности. Выбор средств и методов искусственного Охлаждение осуществляется с учетом требуемой холодопроизводительности, температуры охлаждения, параметров теплоприемника, скорости охлаждения, автономности, общей и массовой Характеристики, энергопотребление, токсичность, отсутствие вибрации и многие другие специальные требования. Поэтому ns использует охлаждающую жидкость.
Значительно ниже требуемой температуры, но в технических (технических) условиях. Например, нецелесообразно охлаждать или замораживать коров жидким азотом. Однако、 Замораживание биологических материалов и пищевых продуктов, скорость охлаждения зависит от температуры охлаждающей среды играет важную роль role. As в результате, те или иные будут обеспечены Качественные характеристики охлажденных сред. Существуют различные методы понижения температуры тела, которые применялись в разное время в истории более 50 лет. Разработка низкотемпературной технологии.
Каждый метод основан на определенном физическом процессе, в условиях адиабаты температура снижается и изотерма поглощается. Тепло. Таких процессов немного, но в каждой области низкотемпературной технологии распространен специфический процесс создания холодного воздуха, который представлен ниже: квазиравновесное расширение газа. И пара с внешней работой (расширение в детандере), Т = 5н-300к; неравновесное расширение газа и пара с внешней работой(вытыхание или свободное вытыхание) Газа из объема), Т = 5-г 300 к; дроссель газа и пара в области состояния, в котором температура снижается при дросселировании (область ограничена обратной кривой).
Г » = 3-5-300 К; Нагнетание насыщенного пара кипящей жидкости (испарение), 7 ’= 0,5: 300 к; отвод паров расплавленных или сублимированных кристаллов (плавление и сублимация), Т = 3-г300 к; волновой процесс Расширение газа (с отводом тепла), Т =(0-5 ~ 300 к; температурная сепарация вращательного тазового потока при расширении вихревой трубы, Т = 20-5-300 к; температурная сепарация Объем пульсирующего газа, T = 10-5-3 (X) K; расширение газа без изменения внутренней энергии (от объема к объему), t = 1o-5-ZOO K; десорбция (сброс адсорбированного материала с поверхности адсорбента).）.
Т = 4-е-300 к; смеси или растворы с теплоемкостью выше суммы парциальных теплоемкостей образуются за счет смешения (растворения) веществ в жидком, твердом и газообразном состоянии. Компонент, Td0. 002 к; ток, протекающий через переходы гетеросексуальных полупроводников в виде дырок и электронов (эффект Пельтье), Т-150-5-300 к; размат ничивапис парамагнетиков, 7 = = 0.02-5-300 .
K; размагничивание ядер магнитными моментами, T — = 2 10⁵K; сжатие смесей твердого и жидкого ZN при T 0,32 K; протекание сверхтекучей жидкости he II через разбавитель Капиллярный (HC II механо-калорический эффект); эффект ингаузена ET, T 150 K; переход сверхпроводимости в норму; T = 5-5-18 K; электротермический эффект, T = 20-5-300 Окей. 11, вышеуказанный процесс с соответствующим рабочим телом может быть применен как к охлаждению 1, так и к непрерывному, которое выполняется с использованием различных циклов.
При организации цикла низкотемпературного оборудования, основная характеристика обусловлена тем, что тепло передается от охлаждаемого тела к рабочему телу цикла. Дополнительные сведения см. В разделе практическое руководство. развертывание приложения в рабочей среде environment. In в этом случае необходимо понизить энтальпию рабочего тела цикла. Поэтому в низкотемпературном цикле важную роль играет только сам процесс.
Сопровождается снижением температуры в адиабатических условиях или поглощением тепла в изотермических условиях, а также процессом с уменьшением энтальпии Охлаждая емкость внутри цикл произведена. Процесс получения холодного воздуха циклично в случае непрерывного искусственного охлаждения в низкотемпературном оборудовании, различном Цикл с использованием различных гидравлических жидкостей. Цикл включает в себя несколько процессов, из которых по меньшей мере 1 сопровождается эффектом понижения температуры в условиях теплоизоляци.
Поглощение тепла при изотермическом режиме. Если аналогичный процесс в цикле протекает в изотермических условиях, то именно этот процесс передает тепло от охлажденного объекта к циклу. Процесс Протекая в адиабатических условиях, тепло вводится в цикл к рабочей жидкости, остывшей после этого процесса. Среди других процессов, используемых в цикле, наиболее Общими являются сжатие баллона и пара, охлаждение или конденсация сжатого рабочего тела, а также передача сжатого тепла в окружающую среду или в теплоотвод.
Процесс регенеративного теплообмена. На основе любого метода генерации холода можно выполнить большое количество равномерных циклов. Холодильных или криогенных циклов Завод включает в себя процесс производства холодного воздуха (или комплекс процессов), который предусматривает серийное производство холодов. Цикл цикл из-за низкой температуры и расхода рабочей жидкости Криогенный процесс — это процесс внешнего взаимодействия (или разделения энергии), в результате которого изменяется энтальпия потока рабочего тела (или его части). Она будет уменьшаться.
Без процесса охлаждения, непрерывное охлаждение невозможно. Однако, процесс с падением температуры、 У тебя что, простуда? Как показано на фиг. 図１１, например, в дросселе, энтальпия не изменяется, процесс дросселя может сопровождаться снижением температуры、 Здесь холодно. Когда хладагент закипает в испарителе, тепло поступает от охлажденного источника тепла, что увеличивает энтальпию! О теле. Процесс в испарителе также ns Этот процесс является прямым, но когда образуется холод, тепло передается от охлажденного тела к циклу.
Можно уменьшить энтальпию потока рабочей жидкости в цикле Создают условия для того, чтобы поток выполнял работу и передавал ее во внешнюю среду, либо для передачи тепла от потока или его части во внешнюю среду. object. In в обоих случаях часть энергии Рабочая жидкость перемещается во внешнюю среду, и эта энтальпия уменьшается. Поэтому как в теории, так и в практике низкотемпературного цикла важен рабочий процесс Холодильные и криогенные машины, обеспечивающие снижение энтальпии рабочего тела при внешнем взаимодействии.
К ним относятся процессы сжатия и охлаждения, которые сжимаются в компрессоре Динамические процессы рабочего тела, процессы в конденсаторе, процессы орехообразования, охлаждения с дополнительными внешними низкотемпературными источниками и температурной сепарацией. Под ним Разделение энергии происходит в потоке. Эти процессы производят холодную жару и производят холодный воздух непрерывно в течении цикла. Важно для Машины и установки с низкими температурами имеют другие процессы, которые сопровождаются в основном эффектом понижения температуры в теплоизоляционных условиях.
Некоторые из них являются В то же время процесс генерации холодного воздуха, например, расширение газов и паров за счет выполнения внешних работ-дсганизация. NS-это процесс регулирования Он производит холод, но обеспечивает необходимые изменения температуры рабочей жидкости в цикле. Процессы испарения(плавления, сублимации), адсорбции, растворения Возможность передачи тепла от охлажденного объекта к циклу при определенной температуре. Холодный процесс восстановления также широко используется в установках с низкой температурой.
В теплообменниках рекуперации и регенерации (тепла) происходит теплообмен между потоком рабочей жидкости и, следовательно, заданным низким Температура. Эффективность процесса низкотемпературного восстановления очень важна для низкотемпературных циклов и для установок, работающих при температурах ниже 40 К и ниже 5 К, в частности. При определении холодопроизводительности конкретного фактического цикла необходимо рассчитать изменение энтальпии рабочего тела в холодном производственном процессе.
Самый В обыкновенно используемом холодн-производя процессе, изменение в энтальпии следующим образом: процесс обжатия и охлаждать сжатого газа. Полное изменение энтальпии за исключением утечки Эти процессы(рисунок 8.17) — (AOzh. om = * G»!* Компрессор может охлаждать и uncooling. It всегда можно, в принципе, снизить энтальпию в процессе сжатия и охлаждения. в случае h (Az 0), в результате».17.Схема от обжатия к охлаждать обжатым iaia и lysram. my процесс: K-компрессор. X-холодильник или конденсатор: OX-охладитель; от-главный.
В предварительном теплообменнике для осуществления всех этих процессов в цикле получается, например, охлаждающая способность на единицу массы (или Объем сжатого и охлажденного рабочего тела): часть=〜(8.24) после охлаждения в холодильнике X или конденсаторе (процесс 21) температура рабочего тела Tq еще не снизилась до требуемой температуры Значение (рис. 8.17, о).Охлаждая емкость можно осуществить в принципе, и холодный воздух можно получить на различных уровнях температуры, например, путем понижать давление .
На дроссельной заслонке. Минимальная температура после дроссельной заслонки определяется температурой насыщения давления после дроссельной заслонки. В зависимости от характеристик конкретного рабочего тела Цикл для того чтобы достигнуть самой низкой температуры, теплообменный аппарат спасения может необходим, что понизил температуру перед дросселем, своя польза характеристика криогенного Установка. Чиллер не использует рекуператор, но достигает максимально низкой температуры сразу после диафрагмы конденсатора Конденсаторы для работы fluids.
To увеличить энтальпию сжатого газа, то есть изменение холодопроизводительности по оценке, можно с помощью дополнительного внешнего охладителя Источник охлаждения(рис.8. 17.6).Такое охлаждение обычно называют предварительным охлаждением. Предварительное охлаждение process. In этот процесс, изменение энтальпии рабочего тела является Необходимо обратить внимание на количество тепла, выделяемого охладителю при уровне температуры предварительного охлаждения, 7pr = — (L») s4 = h-U — (8-25 Поскольку выбранная предварительно охлажденная температура 7] f является величиной T₄, i₄ определяется только условиями целостности теплопередачи в .
OH cooler. At в то же время, TL и Необходимо выяснить из Формулы энергетического баланса подсистемы, заключенной в фигуре фигуры. 8.17.6 предварительная прерывистая линия теплообменника, включая прт. Подобный этому Величина зависит от характеристик рабочего тела, давления сжатия и расширения, температуры притока тепла qₐc из окружающей среды 7J₎ ₎, а также условий теплообмена (соосаждения). Монтаж теплообменников. Процесс расширения. Изменение энтальпии при расширении (исключая приток воды и тепла) (рис. 8.18,а)= — i₂=(«i-здесь r] — эффективность теплоизоляции Для расширителя и поршневого расширителя, как правило, t] = 0,70.9.D) для Турбодетандеров= 0,654-0,87.
Количество газа, которое расширяется в расширителе Компрессор, после этого холодная жара произведенная для каждой массы блока (или Тома) сжимаемого газа^ = D (- AU = D (i₁-iJnx — («26) В процессе расширения, оно падает холодным Температура происходит одновременно. Минимальная температура равна температуре насыщения рабочего тела при давлении после накачки. Процесс расширения очень Он широко использован в криогенной технологии и относительно редок в рефрижерации.
Выхлоп process. In этот процесс, единица массы расширяющегося газа служит для противодействия силе Встречное давление PK(Рисунок 8. 18. 6)» «n)-индексы» k » и » n » являются конечным и начальным состояниями соответственно. Если этот процесс включен в поток и цикл рабочего тела(открытое состояние Системы), удельная холодопроизводительность процесса определяется изменением энтальпии-д|, = / н — / г = ГН(РП-РЖ).Когда процесс выхлопа осуществляется в условиях Замкнутая система (НС повторяет 1 раз предельный выброс газа из баллона), охлаждающая способность которой составляет внутреннюю энергию II-D // B =и » — IR = pk («K-t’j.
Если только часть в сжимаемого газа расширяется во время процесса выпуска, то удельная холодопроизводительность процесса в пределах цикла (на единицу массы сжатого АБС МОФ около 1 Аза)^ =В (- AiJ = Bv、 (Р»-ПФ). (8.27) процесс разделения потока по температуре (энергии).Газ в этом процессе разделяется на 2 части(рис.8.18, в).Механизм вихревого газового потока Энергетический сепаратор позволяет передавать энергию от одной части потока к другой, в результате чего температура в одной части уменьшается, а температура в другой увеличивается. п, холодная часть Может использоваться для охлаждения.
Удельная холодопроизводительность на единицу массы расширяющегося газа равна b. c = p (- Aiₓ)= p («m -» x). (8.28) рисунок».1″.Схема и ст-Диа! Мы Рассмотрены различные процессы, протекающие при уменьшении энтальпии: эжекция с помощью поршня-детандера и турбодетандера. б-выхлоп; в-разделение потока энергии таза Вихревая труба (частичное уменьшение энтальпии); г-волновое расширение; / — поршневой детандер; 2-турбодетандер; 3-сопло; 4-резонатор: 5-теплообменник; б-вихревая труба Это значение совпадает с частичным изменением энтальпии теплового потока (1-p) (i,-«bx) — процессом расширения волны Гю.
На схеме показан процесс работы волновода. 8. IX, г. В резонаторе 4 создается интенсивный колебательный процесс, в результате которого становится возможным передавать часть энергии газа в виде тепла во внешний приемник. На входе в резонатор температура выше, чем температура таза. Удельная холодопроизводительность равна 7 «l = — Aiw = «them-» out = R- (8-29) фактическая суммарная убывающая величина энтальпии 1 килограмм (или mproducing) сжимаемой гидравлической жидкости во всем холодном производственном процессе сокращенного цикла, удельная холодная производительность цикла (Дж / кг) 9u = XAiₓ. (8.30) полная охлаждая емкость продукт Qᵤ= m?
Она определяется по следующей формуле: где t-масса рабочего тела, циркулирующего в цикле, кг / с. полезная удельная холодопроизводительность 7 = 9₍ ₍ -£?»=1 м-(8.31), где Xqₙ фактически уменьшает сжимаемую рабочую жидкость до 1 кг( или 1 Ме), с суммой удельного веса генерируемого холода air. It это очень удобно. Охлаждая емкость Q = mq. Как правило, величина потерь холода обусловлена притоком тепла при температуре 9°С из окружающей среды, неполной теплопередачей в рекуператоре(утечка 9% или утечка (/y.) и другие причины. Следовательно,* 4. = 9°С + + 9Г + …(8.32) наступает холод! Кроме того, благодаря внутреннему крионасосу, при использовании в цикле криогенного нагнетателя Например, тепло при адсорбции, трансформации или окислении.
При расчете холодильной установки потери холода рассчитываются или принимаются на основании экспериментальных данных data. In случай установки Если рабочая температура значительно отличается, то один и тот же тип значения потерь будет отличаться. На рис. 8.19 показано изменение энтальпии рабочего тела в течение цикла с использованием дросселя.、 Расширитель. Энергетический баланс фактической фазы охлаждения с дросселем при отсутствии утечек (рис. 8.19, е) из Ч-ВХ Чо. S (8.33) Q ^потеря из-за отсутствия восстановления будет рассматриваться. Значение в этом случае понятно, что холодный воздух образуется только в том случае, если m находится от i до i, то есть если тепло, выделяемое сжатому рабочему телу в холодильнике-2-9ОХЛ больше.
Работа, затраченная на сжатие 9i =(^.» / «) > 0. (8.34) однако это условие не выполняется никаким рабочим телом и никаким параметром. Поэтому выбор рабочего тела на момент его создания Цикл дросселя низкой температуры играет большую роль. Рабочее тело холодильных и криогенных установок может быть использовано в качестве специального для возможности восстановления aven Смесь, которая имеет полезные термодинамические свойства с целью получения холода.
Из энергетического баланса фактической фазы охлаждения с герметичным детандером (Рисунок 8.19. 5)— (’вне * внутри) Ьb (колышек 9xc — (8.35)) в этом цикле, DC-tanding эффективное поколение холодн-жары process. At в то же время неравенство (8.34), после этого расширением произведет холодный воздух только в цикле ns, но также во время обжатия и охлаждать, как цикл t индуктором. Однако разница в энтальпии „выходит“. Negative. In в этом случае происходит дополнительная потеря охлаждающей способности, которая должна быть компенсирована холодным воздухом, вырабатываемым детандером.
Сложное охлаждение и Низкотемпературная установка может включать в себя несколько ступеней охлаждения с расширителями, дросселями, предварительным охлаждением. Методы определения холодопроизводительности аналогичны. Данный выше. Хотя может быть использовано криогенное устройство однократного действия, которое обеспечивает охлаждающий эффект в 1 процессе、 8.19 сопровождается рис. Р » изменение энтальпии фактического рабочего тела в повторном холодильном цикле. А-с дросселем; б-с детандером. / — Компрессор: 2-холодильник Или конденсатор: 3-рекуперационный теплообменник:4 дроссель; 5-нагрузочный теплообменник или испаритель; б-корпус охлаждения: 7-приемник тепла; 8-источник энергии; 9-сепарация; 10-ступень охлаждения с дросселем.
Охлаждая этап с детандером. 12-приемник расширителя. / €w-компрессионная работа. ？Оха-тепло убирается в холодильник. м ^ — тепло、 Это лучшее приложение когда-либо!!!!!!!!!!! q-тепло, отводимое от охлажденного тела. Приток тепла путем изоляции от ОС-среды: вход / выход энтальпии потока рабочего тела Соответственно, на входе и выходе охлаждать stage. Do расширитель работает за счет понижения температуры. Обычно общее количество простудных заболеваний в этих случаях можно определить как продукт Массовый запас рабочего тела на среднее удельное значение теплового эффекта процесса: QK = mq. Тепловое воздействие процесса на закрытые и открытые системы、 Это не.
Вышеизложенное вводит общую простую термодинамическую классификацию циклов холодильных и криогенных установок для серийного производства холодного воздуха, они подразделяются на Цикл, который удаляет энергию в виде работы или тепла и удаляет работу и тепло вместе. Существует классификация циклов в зависимости от назначения, согласно которой различают охлажденный цикл.、 цикличность и цикличность технического installation. In кроме того, роль рабочего тела (фреон, аммиак, гелий, водород) завода часто указывается циклом и названием завода.
） Давления сжатия и полученного холода (циклы высокого, среднего и низкого давления, цикл холодильной установки, криогенной установки и др.), и тип давления сжатия. Расширительное устройство или предварительное охлаждение (цикл с детандером: с дросселем, с охлаждением аммиаком или азотом и т. д.) и как организовать цикл (цикл с расширением). Каскадное расширение газа в детандере, цикл работы детандера в обратном потоке и др.).Термодинамическое превосходство реальных холодильных и криогенных установок Известно, что криогенные холодильные установки обычно обладают полезной холодопроизводительностью Q при уровне температуры T и энергопотреблением/ Ud для низких температур.
Техническая установка-производительность и энергопотребление изделия. Эффективность технологических установок низкого давления, таких как сепарационные технологические установки Производство воздуха, газообразных или жидких продуктов разделения часто фактически оценивается по удельному потреблению энергии El (кВтч / кг или кВтч /м3).Конкретная сравнительная оценка Холодильная мощность установки сжижения может быть обусловлена коэффициентом сжижения (отношение сжиженного газа к сжимаемому газу 1 кг).Эффективность установки .
При генерировании холодного воздуха при той же температуре коэффициент охлаждения£x = QJNn-q / Na (отношение холодопроизводительности 1 ВГ к мощности 1 Вт), или удельный Потребление энергии p = NJQ = N, Jq(отношение мощности I Вт к мощности охлаждения 1 Вт).Ассортимент подлинный. Значение производства деки при различных температурных уровнях Оценивается по кривой 2(см. Рисунок 8.16).Оборудование, вырабатывающее холодный воздух при различных уровнях температуры, и техническое холодное оборудование оцениваются по степени их Термодинамическая целостность⁼ ⁼EC Ec / Exжх ⁼ титиу — (8.36) * здесь exrnxu и pₘᵢₙ-это количество термодинамически полной установки того же эффекта можно получить e и P.
Это достигается с минимальным потреблением энергии. Здесь значение fppp-xmaxqi min — (8.37) t учитывает все потери мощности, присущие внутреннему рабочему процессу. А при определенных условиях использования наружного, производимого холода, т. к. Условия сопряжения с корпусом холодильного агрегата или корпусом TCP Blizzard, а также Окружающая среда. Для некоторых задач значение 9 «mp (или / Vₙᵢᵢ) имеет другое значение и рассчитывается следующим образом: C) d) замораживание-фиксация обеспечивает передачу тепла» y、 Он выделяется внутрь вследствие неполной изоляции в окружающую среду или выливается наружу (рис. 8.20, а).в процессе фазового перехода первого рода чистого вещества, фазовое тепло.
Если давление является постоянным, переход (X = /) также будет отклонен (или сообщен) с 7 = const. Для этих задач Pₘₜₐ = E ^ JQ = (7₀-т/т), (8.38), где £ » * » — минимальная требуемая стоимость Энергия для осуществления process. It это температура теплоприемника(часто это средняя температура окружающей среды).Фактические значения термодинамической целостности Существующий рисунок 8.20. n / / ’ — представление координат минимальной энергии, необходимой для осуществления различных процессов: а-контроль температуры и конденсации. 6 охлаждение;- Сжижение; g-отверждение и замораживание растений можно оценить по кривой 3 (см. Рисунок 8.16).Охлаждение и сжижение газа(или замораживание) осуществляется путем замораживания или Криогенное оборудование.
Степень термодинамической целостности фактического оборудования удобно определять путем сравнения удельного фактического потребления энергии на единицу массы или объема Минимальное охлаждение или жидкий продукт required. In в этом случае низкотемпературная стабилизация представляет собой поддержание охлаждаемого объекта при постоянной низкой температуре. Охлаждение и сжижение газа — const в или понизить температуру газа r = const, до температуры конденсации и ее конденсации. Деньги » ^мин / ^ л. (8.39) при охлаждении тепло отводится и температура тела Она непрерывно уменьшается (при постоянном давлении или объеме) от начального значения тг до Т2(рис. 8.20.6).
Когда тепло обратимо передается от тела к окружающей среде、 (^- ■Iiiin) P-const / B (*1″ ^ 2) G1 * h)» (^min) i = cenM- ’ 2)~(Izl» * 2). (8.40) эти уравнения включают параметры охлаждающего тела. Во время разжижения (рис. 8.20 к) таз сначала остывает конденсации тепло отводится при температуре конденсации достигается при р = const(или V = пост).Минимально необходимый коэффициент энергопотребления в этом случае определяется разницей = 7o(si-52″)〜(h-L. минимальная энергия, необходимая для сжижения некоторых газов, и величина фактически потребляемой энергии приведены в таблице 8.1 (G-0,1 МПа, T0 = 300 к).
Замораживание (последний процесс протекает при давлении ниже трехточечного давления) минимально необходимая удельная плотность энергии! ia (см. рис. 8.20, d), разность (^min) p = кон’д т’офал?|)«»(ИЖ-1?|).Из-за необратимости рабочего процесса элементов величина потерь Nₜₗ превышает минимальную arₙᵢᵢᵣ. Установка, основной причиной необратимости в установке поэта um L’l =plze NR Nrnin 4 фактическое механическое трение и трение потока газообразного и жидкого, неравновесное Теплопередача, неравновесное перемешивание, утечка и неравновесное взаимодействие потоков.
Если установка состоит из i элементов, то фактическая требуемая мощность равна сумме^ = К^п+ + ткт₀₀^55ь (841 )₀ здесь, тк это количество рабочей жидкости, сжатого в компрессоре в единицу времени. X§ 5 — общее приращение энтропии на килограмм сжатого рабочего тела. В результате теплообмена с окружающей средой и необратимых процессов, происходящих в этих элементах, включая охлаждение или термостат, компрессор включается со всеми элементами установки. Тело. Для установочных элементов отношение 5Sj / E 6s,= 5sz является безразмерным коэффициентом, определяющим относительный «вклад» и отношение этого элемента к общей необратимости.
Gablnpa 8.1 единичное значение удельного расхода энергии r. kW-h / i kBi-h / kg kW H / L kW-h / kg метан 0.13 0.306 0.3-0.5 0.71-1.18 0.425-0.255 воздух 0.179 0.205 0.8-1.1 0.92-1.15 0.223 0.186 азот 0.177 0.219 0.8-1.1 0.99 — 1.36 0.221 0.162 кислород 0.202 0.177 ——0.267 0.234 1.1-1 、4 * 0.96-1.25 0.242-0.19 Водород 0.235 3.32 1 14.1 0.23 гелий 0.237 1.895 2.25-2.7 18-21.6 0.105-0.088•11. при извлечении из воздуха учитывается энергия разделения. Это примерно 30% энергии. Сжижение. С другой стороны, коэффициент, который разделяет некоторые из сил, потребляемых для компенсации необратимости процесса работы этого элемента блока. В зависимости от значений Ss и bNₜ.
Количественная оценка распределения потерь энергии в реальных объектах. При изменении температуры работает холодильная или криогенная установка для подвода тепла от ее источника При превышении температуры окружающей среды удобно использовать эксергетический анализ для оценки степени термодинамической целостности таких установок. Охладитель и установка Отечественная промышленность выпускает холодильные установки с широким диапазоном температур конденсации и испарения Ti, а также поршневые или винтовые компрессоры.
- Турбонагнетатель, мощность охлаждения 65 (х) кВт от нескольких ватт. Вместе с компрессором, бромид лития абсорбциы используя жару и Паровые и водяные вытяжные холодильники. Холодильная установка для сжижения углекислого газа и изготовления сухого льда, льдогенератор, црмобарокамскры, кондиционер、 Тепловой насос и другое equipment. In в нашей стране впервые был создан оригинальный чиллер воздушного охлаждения с вакуумным циклом time. It ’ s широко используется.
Использование холода в транспорте. Непрерывно производятся холодильные установки для судов, автомобилей, железных дорог и других видов транспорта. Домашние хозяйства производятся в больших количествах. Различные типы холодильников и кондиционеров. Развитие холодильной техники идет по пути создания компрессора со встроенным электродвигателем, а также являющегося малогабаритным Средние и большие блоки. Это позволяет уменьшить габариты машины, улучшить охлаждение обмоток двигателя, повысить надежность и снизить затраты.
Важность работы охладителя внутри За счет использования вторичных эгеров. Людмила Фирмаль
Увеличение Потребность в больших объемах искусственного холода определяет развитие мощных турбомашин. Тепловой насос используется для отопления и кондиционирования домов. Большинство чиллеров полностью Он автоматизирован с регулируемой охлаждая емкостью уменьшить расходы на техническое обслуживание. Эффективность блока рефрижерации главным образом Это зависит от характеристик хладагента, используемого в устройстве. Наиболее распространенными хладагентами являются фреон 12 (K 12), фреон 22 (R22) и аммиак (R717).
Больше、 Чиллеры поглощают бром-воду (Р718) в буровой установке и паровом эксгаустере, пропан-турбохолодильную установку пропан(К290), воздух в воздухе. Охладители, небольшие холодильные установки и приборы полупроводниковые, а также хладагент фреон 13(R13), фреон 142 (K 142)и так далее. Основные требования требования Хладагент должен включать в себя: обеспечение высокой термодинамической эффективности всего цикла во всех рабочих процессах и в определенном температурном диапазоне. Доступность; нетоксичен; Инертен к конструкционным материалам и маслам; пожаро-и взрывоопасен. Генерация холодного воздуха с температурой конденсации 7 \ ^ 323к в диапазоне температур 7 ^ = 238-5-218 к АКД.-130-7-4 2-используется ступенчатый холодильник (рис. 821), его холодильная мощность составляет 233 кВт на 0-157 кВт (рис. а, точка а). 8.21.Двухступенчатая схема АКД.-130-7- 4 охладители: / — поплавковый клапан; 2-конденсатор; 3. 7 и 9-предохранительный клапан. 4 и к) маслоотделитель; 5-поршневой компрессор (П110-7-0); .
— Промежуточные емкости: 8 и / 5-клапаны промежуточных испарителей; / / и 13-ресиверы. 12-винтовой компрессор (ВХ350-7-4); 14-фильтр; 16-масляный насос; 17-маслоохладитель: 18- Испаритель; /-вода: второй-рассол; / / — заправки; В / в рассоле; ТЗ = 308 к (точка л’), потребляемая мощность составляет около км) кВт, Масса 5.7 Т. Изменение характеристик ТК И Т показаны на рисунке. 8.22.In на 1-й ступени (ВХ35О-7-4) винтового компрессора 12 (см. фиг. 8.21), где ротор вращается с частотой 3000 об / мин, образуются пары аммиака Испаритель сжимают до давления 18 и 0,35-0,5 МПа. После маслоотделителя. Из промежуточной емкости 6 насыщенные пары аммиака всасываются в поршневой компрессор 2-й ступени (П110-7-0), работающий со скоростью 1500 об / мин, а затем сжимаются до его давления. 1.17-2.05 .
МПа, направленный в маслоотделитель и конденсатор 2.Основная часть жидкого аммиака после конденсатора переохлаждается и отжимается в змеевике в средней емкости 6. Рисунок 8. 22. АКД.-130-7- 4 характеристики машины (зависимость Q и Gi при различных значениях температуры конденсации Tk) испарители 18.Часть жидкого аммиака (около 20-30%) выдавливается наружу. Положите его в среднюю емкость и варите там 8. 23. 11principal > двигатель с турбонаддувом 1-й схемы ХТМФ-235-м-2000: / — с турбонаддувом. 2-заправка и система охлаждения. 3.- электролвшацл; 4-редуктор, 5-конденсатор. 6-дроссель; 7 испаритель; 8 промежуточный холодильник; / — вода; / / — рассол в результате подвода тепла от пара после первого уплотнения .
Шаг от жидкости после конденсатора. Машину можно оборудовать с 2 испарителями. То есть, мы можем произвести холодный воздух на 2 уровнях температуры(температура кипения 2-ого испарителя Среднее давление.)Расход аммиака в низковольтных и высоковольтных коммуникациях разный. Также имеется холодильная установка с турбонагнетателем. К ним относятся HTMF-235-м-2000 турбо охладитель (рис. 8.23), турбокомпрессора (частота вращения ротора 10,500 об / мин) испарения температурный диапазон эксплуатации 273-258 на Р 12 к Номинальная мощность охлаждения 1,7 МВт (ri Ti — = 268 и 7; = 301 К), а потребляемая мощность электродвигателя составляет 800 кВт. Полная масса 32 Т, наружный диаметр колеса турбонагнетателя.
Характеристики 350-мм машины показаны на рисунке 8.24.Рис. 8.24. турбоходильной маимной характеристики HGMF-235-M-2000 принцип работы эжекторного охладителя является、 Она была рассмотрена на примере Пароэжекторного охладителя»17Е» (рис.8.25).Машина имеет охлаждающую способность 5 кВт на выходе из испарителя при температуре воды 282 К при 700 кВт. В. Парогенератор I снабжается тепловым водяным паром Q «(T%423-g 473 K; p » 0,7 МПа). 8.25. Схема паровой струи оросительного холодильника»17Е«:/ — парогенератор. Два- Эжектор; 3-нагрузочный теплообменник:4 и 7-насос; 5-испаритель; б-конденсатор рис.8.26. «173» хладагент холодно-инжекционная машина характеристики машины «7 из 7») подводится к эжектору 2.
В узкой части эжектора водяной пар из испарителя 5 всасывается за счет снижения давления струи. Давление поднимается за эжектором, и пар направляется в конденсатор 6. Конденсатор частично подводится к испарителю через редукционный клапан, частично возвращается в котел насосом．В пятом понижается температура воды. Путем испарения и охлаждения вода насосом 4 перекачивается через теплообменник нагрузки 3 и возвращается в испаритель 5 через клапан.
Высота машины превышает 4,5 м、 Масса 12Т. характеристики машины приведены на рисунке 1. 8.26.Рисунок 8. 27.Диапазон значений коэффициента полезного Т ЕП. Выход Q для полной диссипации мощности по экспериментальным данным Тепловой насос тепловой насос в соответствии со средней дневной температурой воздуха Gc во время нагрева тепловым насосом для передачи тепла от воздуха、 Теплоснабжение для различных технологических процессов и отопления.
Такой же принцип работы холодильника и теплового насоса позволяет производить холодный воздух в 1 агрегате. Поставьте и жару и холод к consumerthermal. Как правило, такая комбинация является экономически эффективной. Источника тепла теплового насоса、 Используется для отопления, есть воздух, вода и почва. Теплоприемник представляет собой нагревательную камеру. Если температура источника тепла меняется(например, каждый день При изменении температуры воздуха T () эффективность теплового насоса(C / Ni) также изменяется (рис.8. 27).
Схема обогрева помещения с помощью теплового насоса показана на рисунке. 8.28.На открытом воздухе Воздух направляется от вентилятора 2 (или воды насосом) в испаритель 3, а рабочая жидкость, кипящая над теплом () и испарителем, выпускается в цикл. Пар из испарителя 3 поглощается компрессором 8, они сжимаются и подаются в охладитель 6 и конденсатор 13.Вентилятор (или насос) 5 перекачивает воздух или воду в помещение из системы отопления через охладитель 6 и конденсатор / 3.
В результате тепло О= QK +А’к перемещается в помещение. Тепловой насос NT 80 работает по простейшей 1-ступенчатой схеме сжатия с использованием поршневого компрессора в 2 режимах- Теплоснабжение или холодоснабжение. Испаритель теплового насоса может передавать тепло от водопроводной воды, пресной воды или горячей воды к рабочей жидкости цикла (R12).
Если температура в испарителе составляет более 279 К, то теплоснабжение цпло-п роизи водяным насосом мощностью достигает 130 кВт.7. 2м3 / ’ подается потребителям / 331к нагревается до water. In режим работы Если температура в испарителе составляет 278 К, то холодильная мощность достигает 163 кВт, а подключение К. помещения осуществляется с помощью теплового насоса 2i 11rnn1tpna. Схема 1Y1y ：/.
Отопление комнаты; 2 и 5 вентиляторов. J-испаритель. 4-дроссель; 6-охладитель; 7-клапан для нагрева испарителя. 8-компрессор; 9 — электродвигатель; 10-сепаратор Жидкость; / / — регулирующий клапан; 12-ресивер; 13-конденсатор; / — обнаруживаемый воздух; / / — температура конденсации воздуха из помещения 303 к. до 20м3/ ч может подаваться потребителям Вода, охлажденная до 278 К, или холодная вода (рассол) с температурой до 248 К. 7, охлаждающая способность= 248К не превышает 40 кВт. общая.
Потребляемая мощность Будет 43 кВт. Тепловой насос автоматизирован. Переключение с режима теплоснабжения на режим холодоснабжения осуществляется вручную. Отечественные криогенные установки и системы Эта индустрия формировала криогенную индустрию оборудования машинного оборудования, которая производит разнообразие заводы гелия, воздушную сепарацию и заводы массового производства.
Оборудование для производства жидких и сжатых криогенных продуктов (кислород, азот, гелий и др.) для газообразного кислорода до 1 мл / ч в единице. Складское оборудование Криогенные продукты, газификаторы, гелиевые криостаты, криогенные жидкостные насосы и др. транспортируются, охлаждаются и сжижаются для получения исходного криогенного гелия. Установка различных холодильных мощностей(КГУ-500 / 4,5, КГУ-250 / 4,6, КГУ-1600 / 4,5 «пингвины» и др.); Освоить производство криогенного оборудования для различных областей приборостроения Газовая машина производит жидкий азот с ZIF-1000 и AZh-0,05.
Наиболее распространенными на практике являются установки, где рабочим телом является метан (природный Ион), воздух (Азот, кислород), водород, гелий. Согласно этим хладоагенту наиболее обыкновенно используемый кипя ряд, блок условно блок уровня азота(температура 65-80к), водород (14-25 К) или гелий(1-5 к).Важное значение для народного хозяйства имеет установка разделения воздуха. Это кислород, азот, аргон、 криггтоноксовая смесь и смесь газообразной и жидкой пионовой слизи.
К ним относится самый мощный в мире воздухоразделительный агрегат Кт-70 Практика (рисунок 8.29). он разработан с чистотой 95%//для получения технологического кислорода.99.5% технический жидкий кислород; жидкий кислород и газ / азот Чистота 99%; криптоксеноновые концентраты VI с содержанием до 0,2% этих оснований. Неон-гелиевая смесь с содержанием до 40% неона и гелия IV. установка выполняется в малом цикле Давление с помощью турбодетектора. Воздух обжат турбонагнетателем, и охладитель конца послан к скрубберу 1 водяного охлаждения азота где он охлажен водой. Вода Верхняя часть скруббера охлаждается частичным испарением в сухом состоянии 8.29.
Принципиальная схема воздухоразделительной установки Кт-70. (Iotov жидкость помечена черным цветом Стрелок):/ — скруббер; 2-регенератор азота; 3-регенератор кислорода; 4-адсорбер потока «pstlsvog o». 5. turbodstayadrsr, — 6-азотный рефлюкс-переохладитель. 7-верхний Колонна; 8-ступица конденсатора; 9-испаритель главного конденсатора; 10-колонна технического кислорода; II-конденсатор азота, подаваемый в скруббер Регенератор 2.После скруббера воздух поступает в регенераторы азота 2 и кислорода 3, где охлаждается до температуры около 10 К и очищается от влаги и углекислого газа.
Он замерзает на поверхности мелкодисперсного базальтового расплава (сопла), заполненного регенератором. Регенераторы переключаются на регулярной основе, так что влажность обратной тяги Углекислый газ уносится течением. Если углекислый газ бежится колонкой испарителя обратного технического кислорода; 12-насос жидкостного кислорода; 13-жидкостный охладитель технологии супер Кислород; 14-испаритель и конденсатор; / 5-криптоновый концентрированный испаритель; 16-адсорбент; / 7-криптоновый Колонный конденсаторный испаритель; 18 — технический нагреватель.
Кислород; 19 г-колонка Криптона; 20-нижний; 2! — Промывочная колонна; 22-адсорбент в Нижнем потоке жидкости. 23-дистилляционный насос; 24-донный испаритель Жидкость течет почти равномерно во времени, и в первый момент после переключения потока влага почти мгновенно удаляется(при ускоренном Газе влага отрывается от сопла).） Поток.)Благодаря этому во время остальной части процесса дутья азот удерживает регенераторы сухими, насыщенными влагой скруббера 7, а вода в скруббере охлаждается.
После регенератора Воздух в состоянии по существу насыщенного пара заливается в промывочную колонну 21, которая контактирует с кубической жидкостью (содержащей около 35% кислорода), циркулирующей на плите Используйте насос 23.In промывочная колонна, углекислый газ и углеводородные остатки удаляются из воздуха. Нижняя жидкость после этого очищена от этих примесей в адсорбере 22.После промывочной колонны часть потока насыщенного воздуха разделяется на нижнюю колонну 20.
Другая часть、 Более высокая температура (149-154 к) регенератора. После смсшснид этих потоков температура воздуха составляет около J 27 К(в безжидкостном режиме около 147 К) и далее его направляют в турбодетандер, где он расширяется при внешней работе, а затем охлаждается и поступает в верхнюю колонну 7.In нижняя часть верхней колонки, концентрация пара Кислород достигает 96%, и кислород частично отводится в регенератор кислорода через нагреватель 18 в виде продукта 18.Пары азота направляются из верхней части нижней колонны 20. 9. главный испаритель конденсатора, где он конденсирует и формирует рефлюкс азота.
Жидкий азот частично направляется на орошение нижней колонны 20 пластин и частично проходит через переохладитель 6. Для получения технически чистого кислорода часть жидкого кислорода (96% чистоты) извлекают из верхней колонны 7 и направляют в техническую колонну 10. Тогда концентрация кислорода достигает 99,5%.Жидкий технический кислород после конденсатора-испарителя II переохлаждается в неохлаждаемом охладителе 13 и подается насосом 12.
Потребители находятся в состоянии сырой тепловой жидкости V. часть жидкого кислорода той же концентрации (около 96%) подается на Криптон для извлечения из криптоноценового концентратора. Колонка / 9, в которой имеется слегка концентрированный жидкий кислород, также вводится из главного конденсатора испарителя 9.После концентрации, смесь ксенона Клинта Выпаривают в испарителе 75(обычно горячей водой).Смесь neonoglia низкой концентрации discharged от конденсатора-испарителя/ / к конденсатору » — концентратору 8.
Не хелатированная nson-гелиевая смесь IV в виде»сырых» продуктов выгружается. Жидкий азот III выпускается в состоянии неотапливаемой жидкости после переохлаждения 6. Поток азота из верхней колонны ７ отправляется в Sub-охладитель. Для обеспечения безопасной работы установки Дно жидкость периодически сливается через ２Кроме того, развивать Для обеспечения длительной безостановочной работы установки при низких температурах в период активации в жидкостном режиме имеются запасной турбодетан DSR 5•и сменный насос 0,23 куб. см жидкости.
Большое количество регенераторов азота объясняется только конструктивными соображениями: каждый регенератор имеет диаметр 32 м и высоту около 7 м. Низкотемпературная дистилляция (разделение), которая протекает в дистилляционных колоннах 7, 20, 10 и 19, осуществляется на тарелке. Богат жидкими (рН) и низкокипящими компонентами Он взаимодействует с парами, которые текут вниз и поднимаются (например, азот).Из него низкокипящие компоненты постепенно испаряются, превращаясь в steam. In перевернуть, вскипятить .
Компонент пара становится жидкостью, которая конденсируется и flows. So, смесь, компоненты которой имеют разные температуры кипения, разделяют. Внизу каждого столбца Компоненты с высокой температурой кипения конденсируются(например, кислотный рисунок 830.Обратный цикл: а-Стирлинг а; б-Гиффорд-макмахог (34) типа с неравновесным процессом выхлопа, и- Нижний компонент (азот).Температура в нижней части колонки всегда выше, чем в верхней. Жидкость необходимая для рефлюксного питания конденсируется Конденсаторы испарителя.
В установке Кт-70 конструктивно установлены 6 главных конденсаторных испарителей. Смогите обеспечить первоначально конструкцию доски выгонки Процесс разделения 35 млн. м3 воздуха в относительно небольшом устройстве. Диаметр верхней и нижней опор составляет 3,8 м. Установка турбодетандера-центростремительная турбина. Диаметр турбинки 525 mm, и скорость вращения 6700 rpm. In Турбодетандируемый, он расширяет и охлаждает 92,5 тыс. м3 / ч (44 тыс. м3 / ч в режиме без жидкостного производства.
Для очищенного воздуха входное давление в турбодетандер составляет 0,615 МПа (0,57 МПа в режиме без жидкости), а адиабатическая эффективность составляет 0,83-0,85 и 0,75-0,8 соответственно. Клио. Блок разделения воздуха очень энергоемкий. Удельный расход энергии Кт-70 на получение газообразного кислорода на установке составляет 0,403 кВт•ч/. в м3, всего Потребляемая мощность достигает 28 МВт. Удельный расход энергии на производство жидких продуктов еще больше.
Поэтому при создании такого завода важно добиться снижения потерь. Связанные с необратимостью рабочего процесса, повышают эффективность цикла и надежность работы оборудования, совершенствуют конструкцию машин, теплообменников и、 В тоже время уменьшите потребление металла. Получают широкий спектр низкотемпературных и криогенных продуктов в малых и средних количествах(от нескольких граммов в 1 час до нескольких килограммов).
Используется криогенная газовая машина, рабочим телом которой чаще всего является гелий. Используются различные циклы, но машины, которые работают в циклах, являются наиболее распространенными. Стирлинг(рис.8.30, а)и Гиффорд Макмахон (рис. 8.30, 6).Идеальный цикл охлаждения Стирлинга(рис.8.30, а) включает в себя процесс изотермического сжатия (температура до) и расширения. (Температура Г), и изопластический процесс нагрева и охлаждения между температурой до и т. Коэффициент охлаждения идеального цикла Стирлинга равен коэффициенту охлаждения цикл Карно. Фактический рабочий процесс очень отличается от идеального. Степень фактической криогенной машины газа азота термодинамической целостности о уровне Температура достигает 35-40%, а для машин температура 8 8.31.
Машина сжижения воздуха Крит синайха молодая работая в соответствии с обратным циклом Стирлинга: / — ведущий шатун с вытеснителем поршеня: 2 — Шатун для привода поршня; 3-исполнительный поршень; 4-холодильник (вода); 5-регенератор; 6-поршневой вытеснитель; 7-головка холодного цилиндра с теплообменником и конденсатором. 8.- Металлическая сетка, охлаждаемая головкой цилиндра; 9 цилиндр с гелием: электрогидравлический стержень-город с уровнем водорода 10-20-25%.
Степень термодинамической целостности машины в цикле Гиффорда — Следующий Макмахон, но конструктивно довольно простой. На рис. 8.31 показана схема установки для сжижения криогенного газа, работающей в обратном цикле. Безукоризненный. 2 поршни 3 и 6 перемещаются в цилиндре с помощью фазы Shift. It гарантируется, что расчетный угол между кривошипами составляет около 70-80.Форма поршня и цилиндра 2 объема для рабочих жидкостей: 1 между поршнями (7°для «теплого» объема), 1 между 6 верхним вытеснителем нори и 7 холодными головками цилиндров .
Теплообменник-конденсатор (Т «холодного» объема).Между этими 2 объемами расположен теплообменник (регенератор 5 и холодильник 4), при движении поршня Тело идет взад и вперед между томами через эти приборы. Верхний поршень теоретически свободен от давления(если пренебречь размером штока и гидравлическим сопротивлением Теплообменник), его роль заключается в отталкивании (вытеснении) рабочей жидкости из объема в объем, и поэтому называется вытеснителем.
Нижний поршень изменяется при движении Общий рабочий объем, он нагружен и поэтому часто называется рабочим поршнем. Смещение участка обеспечивает самое интенсивное движение с малоподвижным другим поршенем. В эти периоды упражнений происходит процесс сжатия с теплым объемом и расширением, а также с холодным volume. In другие периоды, скорость поршня близко друг к другу. Вот такие моменты Рабочий газ замещается процессом рекуперации тепла от объема к объему и в регенераторе 5.Сжатое тепло удаляется из никеля в холодильнике 4 с помощью воды или воздуха.
Полезная охлаждающая способность снимается с элементов 7 и 8 теплообменника, подключенных к головке машины. Когда эти устройства охлаждаются, атмосфера захватила. Воздух. Он охлаждается и частично замораживает влагу и углекислый газ на металлической сетке, которая начинает конденсироваться на самой холодной поверхности теплообменника. Воздух разжижается и втекает в него. Компилировать. Начальный период этих установок очень короткий. Спустя почти 3-5 минут начинается разжижение.
Отечественная промышленность выпускает различные криогенные газовые машины и базируется на них Малая установка воздушной сепарации, как ZIF-1000 с емкостью жидкого азота до 10 l / h или емкостью жидкого азота 52 kg / h, АЖ-0.05.Также доступны Микро coolers. To были созданы установки по сжижению гелия, криогенные гелиевые установки. Самый большой из них имеет объем около 2000 л/ ч жидкого гелия. Вообще то генерал Оборудование для сжижения гелия и холодильная установка с производительностью в режиме сжижения жидкого гелия 10-100 л / ч.
К ним относится гелиевая установка КГУ-250 / 4.5 (рис.8.32). В режиме холодильника в номинальном режиме или на уровне 4,5 К при 250 Вт мы поставляем жидкий гелий со скоростью 90 л/ч. установка оснащена гелиевым компрессором 17 (305 НП-20/30 Двигатель 200 kW для того чтобы достигнуть урожайности 1200m3/ h. Оборудование работает на циклах среднего давления с 2 турбокомпрессорами и ansura. Гелий сжимается компрессором / 7、 Маслоотделитель 16 и масляный адсорбер 5 направляют в очистной агрегат, состоящий из предварительного теплообменника 14 и адсорбера 13.
Активированный уголь заполнен адсорбер 13、 Он охлаждается жидким азотом. Гелий предварительно охлаждают, чтобы избежать чрезмерного испарения жидкого азота и обеспечить необходимую температуру для адсорбера Теплообменник 14 с выходящим из него потоком гелия adsorber. In адсорбционный аппарат, микроэлементы, такие как азот удаляются из гелия. В установке имеется 2 узла очистки, 1 периодически Далее гелий охлаждается обратным потоком гелия до температуры от 5 до 80 К в основном теплообменнике и поступает в змеевик в азотной ванне 7.
Где гелий При кипячении жидкий азот (внешний источник холода) обычно охлаждают до температуры в диапазоне от 67 до 77 К в зависимости от давления азота. (Часто полезно слить пар После азотной ванны гелий направляется в теплообменник 8, из которого часть гелия отводится в верхний (в) турбодетандер. Он патриот. В промышленности аналогичные мощные агрегаты КГУ 500/4, 5,4 и КГУ 1600/5, выпускаемые мощностью 7 = 4,5 к При 0,5 и 1,6 кВт, работают как холодильники Режим, и сжиженное состояние.
Оборудование для получения сверхнизких температуров2 вещества 4He и 3He не имеют обычных тройных точек, и они остаются в жидком состоянии даже при уменьшении. Максимальное давление 7 — > 0.При сливе пара из емкости с жидким гелием давление пара над зеркалом уменьшается экспоненциально с уменьшением температуры — 2 Дж / 4 / Дж / 2 11 рисунок».32. — Главный. КГУ-250 / 4,5 рисунок формы км при установке: 1 — Газгольдер (20м3); 2-Лампа (с цилиндром): 3-ресивер (20 м3); 4-турбодетандер (сверху, снизу); 5-теплообменник; 6-азот.
Теплообменник; 7-ванна с жидким азотом. 8-10-теплообменник; 11-гелиевый сосуд(800 л); 12-блок охлаждения; 13-адсорбент блока очистки. 14-блок предварительного теплообменника Очистка; 15-масляный адсорбент; 16-маслоотделитель; 17-компрессор; / — жидкий азот; / / 1-азот; III-1-гелий; /—Lati жидкий гелий. Количество насосов Гелий пропорционален давлению пара. Поэтому охлаждающая способность во время процесса выпуска также уменьшается экспоненциально с уменьшением температуры. Очень низкий Дальнейшее снижение температуры жидкости невозможно, так как тепловым эффектом испарения является давление, которое компенсирует только внешний приток тепла.
Самая низкая температура Полученный при перекачке жидкого пара 4He составляет около 0,6 К. Из-за проблем, вызванных резким падением давления пара и наличием сверхтекучих мембран、 Этот метод может быть применен только для получения низкой температуры до 0,9-1 К на практике. При перекачке жидкости жэ давление пара при той же температуре значительно выше、 Когда при этих температурах образуется наноструктурная пленка, мы можем получить температуру 0,3-0,4 К.
Минимальная температура в выхлопе пара ZNe составляет около 0,2 К. Применяйте более низкую температуру непрерывно! Холодильник для демонтажа ЗНе-4Не (рис. 8.33).До создания растворяющего холодильника широко применялся метод теплоизоляции. Размагничивание парамагнитного материала, обеспечивающее импульсное (кратковременное) охлаждение. Тепловое воздействие расплава k / J рисунок 8.33.Принципиальная схема холодильника Растворенные:/ — теплозащитный гелий Elan; 2-азотный экран; 3-ванна, содержащая жидкий гелий 4Нс( 1.1-1.3 к) под вакуумом; 4-ванна жидкого гелия 4hc (около 4.2 K); 5-вакуумирование .
Насос 6 пароструйный вакуумный насос; 7-дроссель; 8-нагреватель; 9-испарительная ванна (около 0,7 к); 10-теплообменник; / / — теплообменник; 12-плавильная ванна (максимум 0,002 к): 13 Именно поэтому охлаждение образцов ZNe n 4He. Энтальпия части 3He раствора больше, чем энтальпия чистого 3He, которая представляет собой количество тепла, необходимое для растворения. Немного. Также важно, что смесь жидких изотопов гелия ZHe и 4не самопроизвольно отслаивается при 7 ′ 0,87 к. сверхтекучие атомы тяжелого изотопа 411e опускаются на дно, в более легкую фазу Это будет поп up. As в результате в ванне, содержащей смесь t 0,87 K жидкости 3He и 4He, более легкая верхняя фаза богаче 3He, а нижняя (более тяжелая) фаза составляет 4Nc.
Теперь если убрать из нижней фазы Если атомы ЗНе проникают туда, и зне вводится в верхнюю фазу, процесс растворения зне в 4Не может осуществляться непрерывно. Для тепловых эффектов этого процесса в условиях теплоизоляции температура ванны снижается до тех пор, пока НС не достигнет теплового равновесия. Потому что растворение сделано в сверхтекучести 4Hc, процесс растворения Своего рода» испарение » Зне. Большая разница между давлениями пара 3He и 4He позволяет 4He стечь 3He от обогащенного более низкого уровня phase. So, при T = 0,7 к, давление пара ZNe 4He, 610 времен давления пара. А при 7 = 0,5 к почти в 1 млн раз.
Наконец, по наиболее важным характеристикам решения 4He 3He、 Установившаяся температура состоит из 7 — > 0, 4H, 3He конечной растворимости(4he, 3He максимальная концентрация составляет около 6,4%).Следовательно, тепловой эффект Появляется при растворении до 7 — + 0.Самая низкая температура полученная охладителем разбавления достигает 0.002 K. As а также холодильные и криогенные циклы Блок холодильника находится в цикле растворения, тепло отводится в генерацию холодного воздуха process. In в этом случае процесс охлаждения в ванне с жидкостью 4He(рисунок 8.33) около 4,2 к температуры.
Тепло от образца при охлаждении передается в растворяющую ванну. Тираж zne является система, состоящая из вакуумных насосов: паровые струи 6 и Вакуум 5.Сначала 3He охлаждают в ванне, содержащей жидкость 4He, до температуры приблизительно 4,3 к, затем охлаждают до T = 1,1 4-1. 3 К, а в вакууме 4 он конденсируется в ванне, содержащей жидкость 3 он. Дроссель 7 Необходимое давление для ZNe обеспечено для конденсации. Если конденсация происходит полностью НС в ванне 3, то дроссель устанавливают после испарительной ванны 9. Он выполнен в виде капилляров определенной длины.
Сжиженный ZNe проходит через теплообменник 10 и/ / и подается в плавильный бак 12. В результате охлаждающего действия тепло q может быть удалено из охлажденного образца 13, а обратная жидкость 3He через теплообменники II и II поступает в испарительную камеру. 9.At в то же время атомы ZNe движутся в среде жидкого сверхтекучего слоя 4He под действием осмотического давления обратной линии тока за счет откачки паров ZNe выемками из ванны. Испарение 9.
Поскольку существует большая разница в давлении пара 4не и зне в Испарительном баке, когда пар выпускается путем подачи тепла Q, зне в основном испаряется (около 90%).Внешний Количество трех ГЭС выпаривается, то есть в результате контролируется морозильная способность. Экран азота 2 и гелия I обеспечивает теплозащиту Оборудование низкой температуры.
Смотрите также:
| Энергетические установки с МГД-генераторами | Основные типы электростанций |
| Компрессорные машины | Экономичность работы электростанций |
