Расширения газов циклы

Рис. 9-21. Регенеративный цикл Капшцл с изоэнтропическим расширением газа в — турбокомпрессор б — холодильник компрессора в—теплообменник г — турбодетандер, б — ожижитель е — дрбсселирующий вентиль м — сборник ожиженного газа.

Цикл низкого давления (цикл Капицы). Другая возможность повышения эффективности расширения газа в детандере заключается в использовании турбодетандеров вместо поршневых машин. Акад. П. Л. Капицей был создан одноступенчатый турбодетандер, обладающий при низких температурах высоким коэффициентом полезного действия (т]дет = 0,8). [c.674]

К более сложным в аппаратурном оформлении, но и более эффективным, относятся циклы, основанные на сочетании дросселирования и расширения газа в детандере [c.134]

Работа Ван-дер-Ваальса ясно показала, что для водорода эффект Джоуля — Томсона наблюдается только после того, как температура его снизится ниже некоторого определенного значения. И чтобы снизить температуру водорода до требуемого значения, перед проведением цикла расширения газ следует охладить. [c.122]

В дроссельных холодильных циклах используется эффект Джоуля - Томсона. Эти циклы достаточно эффективны при больших перепадах давления на дросселе. В условиях небольших перепадов давления более эффективно расширение газа в детандерах. [c.127]

Условно различают умеренное (до температур порядка —100° С) и глубокое (до температур ниже —100° С) охлаждение. Для умеренного охлаждения применяют компрессионные,, абсорбционные и пароэжекторные холодильные машины. Дл г глубокого охлаждения пользуются холодильными циклами, основанными на дросселировании и расширении газов в детандере- [c.524]

Цикл Клода с двукратным расширением газа. Цикл сжижения газов по методу Клода с однократным расширением имеет как недостаток. плохие условия работы детандера (большое вредное простран- ство, трудность смазки, плохое использование внешней работы и т. п.). [c.661]

В дроссельных холодильных циклах используется эффект Джоуля — Томсона. Эти циклы достаточно эффективны при больших перепадах на дросселе. Со снижением перепада их эффективность резко падает. В условиях небольших перепадов шачительно более эффективно расширение газа в детандерах. Однако для получения очень низких температур, приближающихся к началу сжижения газа, эффективность детандеров тювь снижается. Это объясняется резким отклонением свойств реальных газов от идеальных при температурах, близких к температуре сжижения. В этих условиях резко падает способность газа к расширению, растут потери холода и возникает опасность гидравлических ударов. Современш ш конструкции детандеров допускают конденсацию жидкости в детандере до 20 мае. 7о- [c.134]

Для четвёртой стадии цикла работа адиабатического процесса будет отрицательна и численно равна работе во второй стадии, так как в результате адиабатического расширения газ возвращается к первоначальной температуре [c.74]

Джоуль и сэр Томсон обнаружили, что расширение газа через пористую перегородку сопровождается I 1 п /, и. ., 1 уменьшением его температуры. Расширяющийся газ 1, 11ь должен совершить работу необходимо вытолкнуть газ, находящийся на пути движения, вперед. В результате молекулы газа освобождаются от действия межмолекулярных сил притяжения. Если газ расширяется слишком быстро, чтобы энергия могла поглощаться извне, то он сам поставляет ее и в результате охлаждается (эффект дросселирования). На рис. 7.12 приведен пример промышленного сжижения воздуха. Вслед за несколькими циклами сжатия, чередующимися с циклами мгновенного расширения, температура понижается до —200 °С, так что воздух сжижается. [c.166]

Различают следующие группы циклов глубокого охлаждения с использованием эффекта Джоуля — Томсона, с использованием адиабатического (изоэнтропического) расширения газов, цикл Капицы и др. К циклам первой группы относятся циклы с однократным дросселированием, с однократным дросселированием и аммиачным охлаждением, с двумя давлениями воздуха. [c.102]

Расширительный (детандерный) цикл сжижения. На рис. 122 показана схема процесса сжижения, в котором основным источником холода является двухступенчатое расширение газа на лопатках турбины. Мощность, развиваемая при этом, используется для рекомпрессии части сдросселированного газа. [c.200]

Этот цикл (рис. 131) основан на адиабатическом расширении газа с отдачей внешней работы. [c.422]

Газ поступает из всасывающего патрубка и заполняет полости камер. В камере, находящейся в положении В, всасывание прекращается (так как она разобщена со всасывающим пространством) и начинается сжатие газа. При вращении камеры вправо объем ее уменьшается и газ, находящийся в ней, сжимается. Сжатие заканчивается, когда камера достигает положения С. В этом положении полость камеры сообщается с нагнетательным трубопроводом, после чего происходит нагнетание газа. В положении О газ полностью вытесняется из рабочей камеры. Зазор между ротором и цилиндром в нижней части образует мертвое пространство Е. От положения О цо А происходит расширение газа в мертвом пространстве. В точке А начинается всасывание газа. Затем цикл повторяется. [c.166]

Циклы, основанные на сочетании дросселирования и расширения газа 671 [c.671]

Обнаруженное тепловое сопротивление нетрудно объяснить с точки зрения термодинамики. В рассмотренном примере имеет место расширение газа в конфузоре, затем подогрев его при пониженном давлении и, наконец, сжатие в диффузоре. Но такой цикл противоположен обычному циклу тепловой машины, в котором подвод тепла идет при повышенном давлении. По этой причине рассматриваемый процесс связан с поглощением, а не выделением энергии. [c.193]

На рис. 29 представлены некоторые из возможных вариантов холодильных циклов с расширительными машинами (детандерами) применительно к установкам сжижения природного газа цикл с расширением в детандере нри высоких температурах (рис. 29, а), цикл с расширением в детандере при средних температурах (рис. 29, б), цикл с расширением в детандере и с предварительным охлаждением (рис. 29, б). [c.63]

От понятия равновесный процесс следует отличать понятие обратимый процесс , также применяющееся в термодинамике. Обсуждая равновесные процессы, мы рассматривали только интересующую нас систему, например цилиндр с газом или аккумулятор. Нас не очень интересовало, что именно делается, например, термостатом, поддерживающим постоянную температуру газа, как именно работает термостат. Также должно иметься и какое-то приспособление — механизм, снимающее при расширении газа грузики с поршня и т. д. Иначе говоря, в расширении газа принимает участие не только сам газ в цилиндре, но и целый ряд связанных с ним сопряженных систем. Если не только газ, но и все связанные системы совершают равновесные процессы и если при совершении замкнутого цикла все они возвращаются в исходное состояние, так что н и ч т о в мире не меняется, то такой процесс будет обратимым. Понятие обратимого процесса является более общим по сравнению с равновесным. При совершении равновесного процесса интересующей нас системой не обязательно, чтобы в сопряженных системах процессы также были равновесными. [c.63]

Второе из них считали доказанным результатами специальных опытов Джоуля по теплоте расширения газов в вакуум. Сейчас можно показать, что второе условие вытекает из первого. Непосредственный расчет Q и Сг для цикла Карно дает [c.42]

Циклы с расширением газа без отдачи внешней работы [c.746]

То же самое будет происходить при медленном расширении газа в результате снятия груза с поршня малыми порциями. Таким образом, при сжатии и расширении поршень пройдет через одни и те же последовательные положения, а газ — через одни и те же состояния. После завершения цикла сжатия и расширения никаких изменений ни в цилиндре с газом, ни в термостате происходить не будет. [c.101]

Если же в результате разделения газовых смесей необходимо получить газообразные компоненты, преимущества по сравнению с циклом Клода имеют другие холодильные циклы, основанные также на иэоэнтальпическом расширении газа, а именно цикл Гейландта и цикл Капицы. [c.227]

К первой группе относятся такие системы, процессы в которых протекают непрерывно и стационарно. Процессы в таких установках основаны на классическом регенеративном цикле Джоуля, состоящем из двух изобар и двух адиабат, и его модификациях для сжатия и расширения газа, как правило, используются машины кинетического действия (турбомашины). Системы со стационарными процессами рассмотрены в 9,2 и 9.3. [c.249]

В отличие от простого цикла в этом случае холодопроизводитель-иост[) установки определяется разностью теплосодержаний сжатого и расширенного газа при температуре его после охлаждения в аммиачном холодильнике. [c.750]

Циклы е расширением газа и отдачей внешней работы [c.751]

Рассмотрим цикл, основаит,1Й па сочетании дросселирования и расширения газа в детандере (рис. 45). [c.134]

Использование эффекта Джоуля — Томсона позволяет существенно понизить температуру газа, если перепад давления при дросселировании велпк, например давление газа снижается от 20-10 н/м (200 агп) до 9,81-10 н/м (1 ат). Значительно большее понижение температуры газа достигается при его расширении в детандере с совершением внешней работы. Однако для получения очень низких температур, соответствующих началу сжижения газа, обычно не применяют циклов, основанных только на принципе расширения газа в детандере. Это объясняется тем, что когда реальный газ находится при температурах, близких к температуре сжижения, его поведение сильно отклоняется от законов идеальных газов. Объем газа резко уменьшается, например, при —140 С он составляет лишь 1/4 объема, который занимад бы идеальный газ, и способность газа к расширению резко падает. Кроме того, в условиях начала сжижения [c.671]

Для четвертой стадии цикла работы адиабатического процесса буде отрицательна и численно равна работе во второй стадии, так как в реаультаге адиабатического расширения газ возвраш,ается к первоначальной температуре [c.69]

Теоретический цикл идеальной машины — цикл Карно — в координатах PV состоит из двух адиабат и двух изотерм. На фиг. 1 представлена диаграмма кругового цикла Карно. От точки 1 до точки 2 расширение газа происходит при Ti = onst по изотерме с подводом тепла от точки 2 до точки 3 — расширение газа по адиабате от точки 3 до точки 4 — сжатие газа по изотерме с отводом тепла при Ti = onst от точки 4 до точки 1 — сжатие газа по адиабате. [c.14]

В холодильном цикле, основанном на изоэнтропическом расширении газа, последний также изотермически (рис. 9-17, б) сжимается компрессором от давления р, до ра (1—2). Далее оп расширяется в расширительной машине (детандере) до давлеиия pi теоретически при S — onst по линии 2—5 до Гд, а практически по политроне 2—3 до темнературы Т . Охлажденный газ нагревается до первоначальной температуры Т, (3 —1), отнимая от охлаждающей среды тепло, равное его холодопропзводительпости [c.221]

Регенеративный цикл Капицы с изоэнтропическим расширением газа особенно эффективен в тех случаях, когда в результате разделения газовой смеси доляшы бып, получены газообразные [c.227]

Круговой процесс. Цикл Карно. Если после ряда превращений система возвращается в первоначальное состояние, то такой процесс называется круговым или циклом. Рассмотрим круговой процесс для случая газа. Изобразим состояния 1 и 2 газа, взятые при одной и той же температуре, точками Л и S на изотерме АСВ (рис. 14). При изотермическом расширении газа из состояния 1 в 2 изменение его р и У графически выразится кривой АСВ. При этом газ соверщает работу, которая графически изобразится площадью АСВВхАу (рис. 14). Если газ при расщирении из состояния 1 нагревается, а вблизи состояния 2 охлаждается до прежней температуры, то изменение его р и У будет описываться некоторой кривой ADB, отличающейся от изотермы. Работа расширения газа при этом процессе больше, чем в случае изотермического расширения, и изображается площадью ADBB Ai. [c.45]

Тепло, отведенное хладоагентом во время нагревания по изобаре, определяется площадью под кривой АВ, так как расширение газа в цилиндре может происходить обратимо в отношении равновесия давления газа и силы, действующей на поршень. Теплота эта меньше теплоты соответствующего элемента цикла Карно, измеряемой площадью под изотермой РВ. Аналогично, тепло, отданное в цикле Рэнкина, измеряется площадью под кривой ЕО. Разность этих площадей АВОЕ — работа цикла, которая больше работы цикла Карно (ЕСВР) в тех же пределах температур. Отсюда следует, что холодильный коэффициент цикла Рэнкина будет значительно ниже, чем обратимого цикла Карно. Причиной этого является затрата работы на необратимость процессов отвода и отдачи тепла хладоагентом. [c.258]

Циклы с расширением газа в детандере более экономичны, чем циклы, основанные на эффекте дросселирования. Однако наиболее эколомичными являются комбинированные циклы глубокого охлаждения, позволяюшие осуществлять сжижение газа с наименьшим расходом энергии. [c.665]

Из формулы (4—26) видно, что холодопроизводительность простого регенеративного цикла зависит только от разности теплосодержаний расширенного газа и 2 сжатого газа ири его темпер а-т у ре Т ] на входе в противоточный теплообменник. Разность является тепловым вулражением дроссельного эффекта при температуре газа на входе его в теплообменник. Это значит, что охлаждение газа в теплообменнике перед дросселированием не сказрлвается на холодопроизводительности установки и влияет лишь на степень понижения температуры. [c.747]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология