ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Холодильный цикл с дросселированием и предварительным охлаждением воздуха из "Получение кислорода Издание 5 1972" Предварительное охлаждение воздуха перед теплообменником улучшает показатели холодильного цикла с дросселированием примерно в 2—3 раза. Рассмотрим этот цикл. [c.68] Из диаграммы 5—Г (см. рис. 2.5 в Приложении) видно, что с понижением температуры воздуха на входе в теплообменник разность энтальпий воздуха при ра = 200 кгс/см и 1 кгс/см возрастает. Например, при О °С эта разность равна П5,8—105 = = 10,8 ккал/кг, а при —40 °С увеличивается до 106—90=16 ккал/кг. [c.68] Следовательно, чем ниже температура сжатого воздуха на теплом конце теплообменника, тем выше холодопроизводительность цикла при дросселировании и тем больше получается жидкого воздуха при той же затрате работы. [c.68] Количество жидкого воздуха увеличивается в данном апучае еще и потому, что необходимое для сжижения количество холода снижается вследствие уменьшения энтальпии воздуха после предварительного охлаждения. Действительно, из диаграммы 5—Т следует, что для сжижения предварительно охлажденного до —40 °С воздуха необходимо отнять 106—22,5 = 83,5 ккал/кг вместо 100,5 ккал/кг при сжижении воздуха с начальной температурой 30 °с. [c.68] Небольшая дополнительная затрата энергии в аммиачной холодильной машине с избытком покрывается увеличением холодопроизводительности, и экономичность цикла возрастает. [c.70] На диаграмме 5—Т для этого цикла (рис. 2.16,6) показаны состояния воздуха перед компрессором — точка 7 воздуха после компрессора — точка 3, воздуха при входе в аммиачный теплообменник, т. е. после предварительного теплообменника — точка За воздуха после аммиачного теплообменника — точка 3 воздуха перед дросселем— точка 4 воздуха после дросселя — точка 5 жидкого воздуха в сборнике — точка 0 паров холодного дросселированного воздуха (обратный поток) перед основным теплообменником— точка 6 обратного потока воздуха после основного и перед предварительным теплообменниками — точка Г. [c.70] Обозначим Q 2 = —ь з — холодопроизводительность цикла с дросселированием и предварительным охлаждением, ккал/кг р2=11— 3 — холодопроизводительность цикла с дросселированием без предварительного охлаждения, ккал/кг х 1г—/ 1)—расход холода на охлаждение сжижаемой части воздуха от начальной температуры до температуры предварительного охлаждения, ккал/кг. [c.70] Таким образом, вносимый аммиачной установкой холод равен увеличению холодопроизводительности цикла плюс количество холода, расходуемое на дополнительное охлаждение сжижаемой части воздуха от начальной температуры до температуры входа в основной теплообменник. [c.71] Пример. Рассчитать баланс цикла с предварительным охлаждением воздуха. Начальное абсолютное давление воздуха 1 кгс/см -, температура 303 К (30 °С). Абсолютное давление сжатия 200 кгс/см . Предварительное охлаждение аммиаком производится до температуры —40 °С. Потери холода (/ = , 55 ккал/кг и 9нед =1.2 ккал/кг. [c.71] При той же температуре, но при давлении = 200 кгс/см г з = 90 ккал/кг. [c.71] Сравнивая полученные результаты с данными, характеризующими простой цикл с дросселированием (см. разд. 2.4.2) для давления 200 кгс/см , видим, что предварительное охлаждение почти в три раза улучшает показатели цикла. [c.71] Дальнейшее повышение экономичности циклов с дросселированием достигается применением воздуха двух давлений низкого / а = 6 кгс1см и высокого Ра = 200 кгс/см , как с применением пред-нарительного аммиачного охлаждения обоих потоков воздуха, так и без такового. В цикле с дросселированием, с двумя давлениями и с аммиачным охлаждением холодопроизводительность составляет около 200 ккал на 1 квт-ч (0,22 кдж на 1 кдж) затраченной энергии вместо максимальной холодопроизводительности 40 ккал на 1 квт-ч (0,045 кдж/кдж) в простом цикле с дросселированием, т. е. эффективность цикла в этом случае увеличивается в 5 раз. Однако циклы с несколькими давлениями и применением аммиачного охлаждения сложнее и поэтому используются только в более крупных установках, например производительностью 1000— 3500 м 1ч газообразного кислорода. [c.72] Вернуться к основной статье