ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы получения низких температур из "Производство аммиака из природного газа " Весь интервал низких температур принято делить на две области умеренное и глубокое охлаждение. Умеренное охлаждение, или умеренный холод, соответствует интервалу температур от —70 до —100° С. Более низкие температуры относятся к области глубокого охлаждения. Для получения умеренного холода в большинстве случаев пользуются в качестве холодильных агентов сжиженными газами аммиаком, двуокисью серы, пропаном, бутаном и твердой двуокисью углерода, т. е. веществами, имеющими низкие температуры кипения. Охлаждение происходит вследствие поглощения тепла испаряющейся жидкостью или твердым телом. Образующиеся газы затем сжижают путем сжатия их в компрессоре с последующим охлаждением в водяных холодильниках. [c.63] Для получения низких температур применяют дросселирование газа или быстрое расширение его с одновременным выполнением внешней работы. Дросселированием называется расширение газа, осуществляемое пропусканием его через узкую щель расширительного вентиля. Дросселирование газов сопровождается дроссельным эффектом, или эффектом Джоуля — Томсона, заключающимся в том, что при расширении сжатого газа до более низкого давления без совершения внешней работы и без теплообмена с окружающей средой температура его изменяется. Физическая сущность дроссельного эффекта сводится к тому, что при. дросселировании реального газа часть его внутренней энергии расходуется на преодоление сил притяжения между молекулами. Дроссельный эффект может быть положительным, отрицательным и равным нулю. Температура, при которой дроссельный эффект равен нулю, называется инвер сионной. [c.63] В газоразделительных установках для получения температур глубокого холода применяют также метод расширения сжатого газа с одновременным выполнением внешней работы. Расширение газов осуществляют в расширительных машинах, называемых детандерами. [c.64] Детандеры бывают поршневые и турбинные. При расширении в детандере газ производит внешнюю работу за счет уменьшения его внутренней энергии, что приводит (при отсутствии подвода тепла извне) к значительному понижению его температуры. Чем большую работу производит газ при расширении, т. е. чем больше разность между начальным и конечным давлением газа, тем сильнее он охлаждается. Например, при снижении давления в детандере от 10 до 1 ат температура воздуха понижается от +30 до —83° С, а при уменьшении давления от 100 до 1 ат соответственно от +30 до —126° С. [c.64] Работа, производимая газом в детандере, используется для сжатия газа или получения электрической энергии. [c.64] В современных разделительных установках сочетаются различные методы получения холода дросселирование, адиабатическое расширение в детандере, предварительное аммиачное охлаждение, холодильные циклы низкого, среднего и высокого давлений. [c.64] На рис. 20 изображена схема холодильного цикла среднего давления с детандером. Воздух сжимается в компрессоре 5 до давления 40—60 ат, после чего охлаждается водой в холодильнике 4. Затем воздух поступает для дальнейшего охлаждения в теплообменники 5 и 2. [c.64] Второй поток воздуха (примерно 20—30%) подвергается дальнейшему охлаждению в теплообменнике 2, дросселируется вентилем 8, в результате чего сжижается. Жидкий воздух по мере накапливания в сборнике 6 сливается через вентиль 7. Часть жидкого воздуха в сборнике 6 испаряется и направляется в межтрубное пространство теплообменников 2 и 5, отдавая свой холод сжатому воздуху. [c.65] Советским академиком П. Л. Капицей разработан холодильный цикл с применением воздуха низкого давления и турбодетандера. [c.65] Схема холодильного цикла низкого давления с турбодетандером приведена на рис. 2]. [c.65] Вернуться к основной статье