Турбодетандер конструкции

Рис. У-21. Низкотемпературный гелиевый турбодетандер с газовыми опорами конструкции МВТУ

Цикл низкого давления. Воздух охлаждается при расширении в турбодетандере конструкции П. Л. Капица. Турбодетандер реактивного типа с радиальным расположением лопаток и выходом газа через центральный патрубок работает с высоким к. п. д. при низких давлениях. [c.296]

Агрегат устанавливают вне здания, а турбодетандеры — в специальном помещении, примыкающем к низкотемпературному блоку. В агрегате автоматически регулируются уровни жидкости и поддерживаются основные параметры технологического режима. Управление технологическим процессом и контроль за работой агрегата осуществляются дистанционно из центрального пункта управления. Теплообменные аппараты низкотемпературного блока представляют собой трубчатую витую конструкцию. Переохладитель жидкого азота и теплообменники предварительного охлаждения кожухотрубчатого типа. [c.333]

Ооновной машиной, производящей холод, является турбодетандер Турбодетандер конструкции П. Капица представляет собой одноступенчатую реактивную турбину радиального типа. На рис. 2-56 изображена схема турбодетандера. Турбодетандер делает от 40 до 60 тыс. оборотов в минуту и может пропускать от 500 до 1 ООО м воздуха в час. Ротор 1 имеет лопатки 2 и вращается в корпусе 3, снабженном направляющими соплами 4, которые расположены в канале с улиткообразным очертанием. Воздух при давлении около 5—6 ата с температурой И 5° К (—158 С) проходит через направляющие сопла 4, лопатки 2 и выходит через центральную часть ротора 1 при давлении 1,5 ата с температурой 86° К (—187°С). Между ротором 1 и корпусом 3 сделаны лабиринтовые уплотнения 5 и 6, имеющие зазор 0,15 мм. Лабиринтовое уплотнение 7 предусмотрено и для вала, проходящего через корпус. [c.152]

Турбодетандер конструкции П. Л. Капица имеет высокий термодинамический к. 1П. д. порядка 80—82%. [c.153]

Турбодетандер конструкции П. Капица представляет собой одноступенчатую реак- [c.437]

Особенностью установки БР-1 является применение холодильного цикла только низкого давления на основе использования высокоэффективного турбодетандера системы П. Л. Капицы. Осуществлен оригинальный процесс тройного дутья в регенераторах, позволивший обеспечить длительную работу воздухоразделительных аппаратов без накопления в них Og. Применен ряд аппаратов нового типа, а также разработана оригинальная конструкция изоляционного кожуха 30 -284 [c.465]

Цикл низкого давления. Термодинамическое преимущество охлаждения газов путем их расширения с отдачей внешней работы долгое время нельзя было реализовать из-за низкого коэффициента полезного действия применявшихся поршневых детандеров 0,6). Созданная П. Л. Капицей оригинальная конструкция турбодетандера, отличающегося высоким [c.751]

Капица создал новую конструкцию, которая, по словам изобретателя, была как бы компромиссом между водяной и паровой турбиной . Главная особенность турбодетандера Капицы в том, что воздух в пей расширяется не только в сопловом аппарате, но и на лопатках рабочего колеса. При этом газ движется от периферии колеса к центру, работая против центробежных сил. [c.138]

Такая конструкция турбины позволила поднять к.п.д. установки с 0,5 до 0,8. И, кроме того, турбодетандер делает холод с помощью воздуха, сжатого всего лишь до нескольких атмосфер. Очевидно, что 6 атм получить намного проще и дешевле, чем двести. Немаловажно для экономики и то, что энергия, которую отдает расширяющийся воздух, не пропадает напрасно, она используется для вращения ротора генератора электрического тока. [c.138]

Современный блок разделения воздуха БР-2, в конструкции которого также использован турбодетандер, мог бы за сутки работы снабдить тремя литрами газообразного кислорода каждого жителя СССР. [c.139]

Ввиду того, что для водородных ожижителей большой производительности (50 00—50 000 л/час) особенно подходящими являются высокооборотные (75 000—25000 об/мин) турбодетандеры, весьма желательно отыскать практически приемлемое решение проблемы отвода энергии. Возможны два решения. Первое заключается в применении непосредственно соединенного с турбодетандером высокооборотного турбокомпрессора, работающего в ванне жидкого азота. Такое решение приемлемо лишь при высоком к.п.д. компрессора. Другой, термодинамически более выгодный способ состоит в непосредственном соединении с турбодетандером высокооборотного генератора переменного тока с одной парой полюсов. Электроэнергия, вырабатываемая этим генератором, при комнатной температуре может вращать низкооборотный мотор с несколькими парами полюсов. Такой способ торможения особенно выгоден потому, что вырабатываемая электроэнергия совершенно не зависит от температурного уровня работы генератора. Кроме того, он позволяет упростить конструкцию ожижителя. При низких температурах потери в обмотках такого генератора, которые пропорциональны Л/ , благодаря уменьшению электрического сопротивления будут [c.72]

Применение радиальных турбодетандеров требует решения нескольких проблем а) конструкция турбодетандеров должна соответствовать требованиям общего термодинамического цикла ожижения б) должны быть известны необходимые для расчета свойства рабочего тела, в данном случае водорода, а также их влияние на холодопроизводительность и к. п. д. турбодетандера в) должна быть выбрана подходящая конструкция устройства для отвода работы расширения, которая в случае радиальных турбин, характеризующихся высоким числом оборотов, может быть выполнена в виде высокооборотного генератора переменного тока, и г) подшипники турбодетандера (и генератора) должны быть сконструированы надлежащим образом (ввиду больших чисел оборотов может возникнуть необходимость их работы при низких температурах). [c.78]

Графитовые уплотнения различных конструкций используются для турбомашин турбин, турбодетандеров, турбокомпрессоров и др., [c.26]

Перестановка золотника в прежнее положение возможна только вручную. Электромагнитный золотник имеет конструкцию, разрешающую подавать воздух в турбодетандер только при наличии напряжения на клеммах электродвигателя. Конструкция электромагнита предусматривает также возможность мгновенного аварийного закрытия отсечного пневмоклапана даже при наличии напряжения на электродвигателе. [c.35]

Турбодетандеры крупных установок низкого давления весьма надежны и просты в эксплуатации. Это обусловливается простотой конструкции турбодетандеров, отсутствием частей с возвратно-посту-пательным движением, клапанов и других узлов, необходимых в поршневых машинах. [c.158]

Активные турбодетандеры особенно чувствительны к попаданию в рабочее колесо жидкого воздуха. Это может произойти при нарушении температурного режима работы аппарата. В реактивных машинах, которые по конструкции ближе к гидравлическим турбинам, образование жидкого воздуха не приводит к значительным вибрациям и опасности не представляет. Выделение твердой двуокиси углерода и льда, напротив, более опасно для реактивной турбины, чем для активной. На твердые частицы действует не только поток газа, влекущий их к центру, но и силы инерции, отбрасывающие их к периферии и в зазор между направляющим аппаратом и рабочим колесом. В результате твердые частицы вместе с металлической пылью, полученной при эрозии лопаток, циркулируют в каналах, вызывая износ. В этом случае, чтобы отогреть турбодетандер, на короткое время закрывают вход и выход газа, не включая мотор-генератор. Ротор, перемешивая газ, нагревает его, что приводит к очистке каналов ротора. [c.158]

Работы по созданию крупных кислородных установок для получения технологического кислорода, с использованием воздуха одного низкого давления, впервые в мировой технике были начаты в СССР в 1939—1943 гг. акад. П. Л. Капицей на основе разработанной им схемы такой установки и конструкции высокоэффективного турбодетандера. В последующие годы эти работы были продолжены ВНИИКИМАШ и заводами кислородного машиностроения. Установки низкого давления теперь строятся также за рубежом. В установке низкого давления (рис. 69) весь воздух, подаваемый турбокомпрессором 1, после концевого холодильника 2 поступает под избыточным давлением [c.209]

Детандером называется машина для расширения воздуха с отдачей внешней работы. По конструкции детандеры разделяются на поршневые и турбодетандеры, применяемые в зависимости от давления, расхода и степени расширения воздуха. [c.332]

В отличие от метода Линде—Бронна, в процессе синтеза аммиака по методу Клода используется газ, содержащий 1 % и более окиси углерода. Это допустимо благодаря высокому дав лению в колонне синтеза аммиака (800—1000 ат). Размеры аппаратуры в процессе Клода значительно меньше, а схема процесса проще. Обслуживание установки несколько усложняется лишь вследствие применения детандера, работающего при низких твхМ пературах (до 65°К), но это может быть устранено в случае использования усовершенствованного турбодетандера конструкции Капицы. [c.380]

Водородный турбодетандер. Конструкция водородного турбодетандера схематично показана на рис. Ш.25. Вьфабатываемую турбодетандером энергию не используют, так как ее величина относительно мала. Тормоз- [c.110]

Установки, работающие по циклу низкого давления с регенераторами и турбодетандером конструкции акад. Капица, предназиаченные для получения жидкого кислорода, были построены впервые в Советском Союзе. [c.316]

Турбодетандер конструкции П. Л. Капица. В 1937 г. в Институте физических проблем Академии наук СССР была построена установка для разделения воздуха, в которой охлаждение дости-1 нется посредством расширения газа в турбодетандере конструкции [c.122]

Опыт эксплуатации центростремительных турбин, работающих на газах с жидкими или твердыми примесями, свидетельствует о быстром износе соплового аппарата и периферийных частей лопаток ра -бочего колеса. Испытания турбодетандера конструкции ЮжНИИГипро-газа, проведенные в 1965 г. на Шебелинке, подтвердили это положение. Один из возможных вариантов использования центростреми -тельной турбины - это ее применение без направляющего аппарата. Однако использование этих турбин связано с рядом недостатков, часть из которых является следствием специфики условий, в которых должна работать турбохолодильная установка. К таким недостаткам можйо отнести следующие. [c.33]

ГДаслосистома ГТУ и нагнетателя работает на минеральном масле (типа ТГ1-22С). Запуск ША - от турбодетандера. Конструкция ГТУ (промнашенного типа) предусматривает поузловой ремонт на КС. [c.21]

Утилизированная в турбодетавдере энергия обычно служит для привода воздуходувки. При использовании турбодетандеров во избежание быстрого эрозионного износа оборудования дымовые газы тщательно очищают от катализаторной пыли. Размер оставшихся в газах частиц не должен превышать 10 мкм. Для этого помимо двухступенчатых циклонов в регенераторе используют вне регенератора третью ступень пылеотделения. Наиболее эффективно применение на третьей ступени пылеотделителя специальной конструкции, так называемого шелл-сепаратора. Поскольку шелл-сепаратор и турбодетандеры рассчитаны на работу при температуре до 675 С, дымовые газы ВТР с полным дожигом СО предварительно охлаждают в паровом [c.105]

Недостаток цикла среднего давления, заключающийся в низком к. п. д. детандера при работе его в условиях низких температур, может быть устранен применением турбодетандера. П. Л. Капица разработал конструкцию турбодетандера, обладающего высоким к. п. д. ( Чдет. 0,8) при низких температурах, что позволило снизить давление сжатого воздуха и осуществить цикл низкого давления (Рабе. = 5,5— 6 ат). Это в свою очередь сделало возможным применение для сжатия воздуха турбокомпрессоров и использование регенераторов в качестве теплообменников. Принципиальная схема цикла низкого давления такая же, как и схема цикла среднего давления. [c.557]

В детандере возникают гидравлические удары и растут потери холода. В итоге при очень низких температурах эфс ктивность расширения газа в детандере значительно снижается. По этим причинам при сжижении воздуха и других газов расширениё в детандере используют только для предварительного охлаждения, а дальнейшее охлаждение до температуры сжижения осуществляют путем дросселирования. Такие комбинированные циклы, применяемые в технике, различаются в основном величиной давления, до которого сжимается сжижаемый газ, и конструкцией детандера (поршневые детандеры и турбодетандеры). [c.672]

Рассмотренные преимущества радиальных турбодетандеров обусловили их преимущественное при-меление в холодильной и криоген-ио11 технике. С 30-х годов они используются в установках разделения воздуха (конструкция эффективного турбодетандера с КПД Т1лд>0,8 предложена акад. П. Л. Капицей [19, 23]). С 60—70-х годов радиальные турбины применяются в гелиевых и водородных холодильных установках и ожижителях большой производительности. [c.93]

Процессы разделения газожидкостных (газокопдепсатпых) смесей рассматриваются в разделе VI. Изучаются следующие процессы формирование жидкой фазы в потоке газа в трубах коалесценция капель в турбулентном потоке газа конденсация жидкости в дросселях, теплообменниках и турбодетандерах явления, связанные с поверхностным натяжением эффективность разделения газожидкостных смесей в газовых сепараторах эффективность разделения газоконденсатных смесей в сепараторах, оборудованных каплеуловительпыми насадками различной конструкции — жалюзийными, центробежными, струнными и сетчатыми абсорбционное извлечение из газа влаги и тяжелых углеводородов предотвращение образования в природном газе гидратов. [c.6]

Первые турбодетандеры активного типа начали применяться с 1932 г. С тех пор конструкции их значительно изменились, а конструктивные формы стали весьма разнообразными. Турбодетандеры бывают различных типов аксиальные одноступенчатые и многоступенчатые цетробежные одноступенчатые центростремительные одноступенчатые и многоступенчатые. Наибольшее распространение в современных воздухоразделительных установках находят одноступенчатые центростремительные турбодетандеры двух следующих основных типов— активные и активно-реактивные. [c.362]

Турбодетандер представляет собой сложную машину, работающую в напряженных условиях. Если температура дымовых газов превышает допустимую температуру эксплуатации, возможно предварительное охлаждение газов путем впрыска химически очищенной водьт Запыленность газов оказывает также большое влияние на конструкцию турбодетандера и условия его эксплуатации. Снижение запыленности достигается применением третьей ступени (после двух ступеней циклонов) очистки газов. Эрозионная стойкость турбодетандера достигается применением специальных покрытий лопаток, например карбидом вольфрама. Кроме того, конструкция турбодетандера предусматривает возможность быстрой замены изнашиваемых деталей, которую проводят раз в 3-4 года. Износ деталей вызывает потерю 10-15% мощности. [c.112]

Увеличивая подачу газа на турбодетандер, повышают число, скорости вращения до 1400—1800 o6 muh (в зависимости от конструкции компрессора) и затем постепенно, за 5 мин, доводят скорость вращения до 2300 ouJmuh. [c.285]

Схема фирмы Хайдрокарбон Рисерч . На рис. 35 представлена упрощенная технологическая схема, отражающая основные принципы процесса выделения дейтерия из газа синтеза аммиака, разработанная американской фирмой Хайдрокарбон Рисерч [30]. Следует указать, что проект этой фирмы не был осуществлен, и поэтому аппаратура по очистке водорода от азота, конструкция турбодетандера, теплообменников и др. экспериментально не проверены, поэтому нельзя считать эти конструкции достаточно обоснованными (излишне большие расстояния между тарелками и пр.). Данная схема приводится как один из возможных вариантов. [c.90]

Растущий интерес к таким детандерам делает приводимый в статье анализ, который впервые в виде информационного сообщения появился в конце 1957 г., а при написании данной статьи дополнен и несколько переработан, ценным для Оолее широкого круга читателей. Хороший обзор применения поршневых турбодетандеров был недавно опубликован Коллинзом и Кеннеди [1], в который также включены работы Лэнда [2] и Джекета [3]. Тип детандера, наиболее целесообразный для данной ожижительной установки, зависит от ее производительности. Многие типы детандеров, которые успешно применялись ранее в других установках, могут быть рассмотрены с целью их использования в установках для ожижения водорода. К таким машинам можно отнести в порядке возрастания производительности поршневые детандеры, ротационные вытеснительного типа , особенно детандер конструкции Лисхольма, радиальные и осевые турбодетандеры. [c.70]

Сборник содержит описание конструкций кислородных турбокомпрессоров, контрольно-измерительных приборов крупной воздухоразделительной установки (ВНИИКИМАШ БР-1), турбодетандеров, а также исследования вакуумнопорошковой изоляции сосудов для сжиженных газов. Приводится описание метода расчета фильтров из пористой бронзы, рассматриваются вопросы низкотемпературной тензометрии и др. [c.2]

Советское химическое машинострое.чис достигло высокого уровня развития. Оно изготовляет сл1)жные автоматические центрифуги разных типов, вакуум-фильтры самых разнообразных конструкций, барабанные вращающиеся печи длиной до 1-30 м, сушилки, колонны разного назначения, реакционные аппараты всех типов, компрессоры, турбокомпрессоры, насосы, вентиляторы, турбодетандеры и т. д. [c.5]

Регулирование производительности реактивного турбрдетандера мо-а ет быть 01существлено этим методом, однако в отличие от активного это сопровождается некоторым ухудшением его охлаждающего эффекта, так как давление перед рабочими лопатками и после них в реактивном детандере различное. Поэтому регулирование производительности реактивного турбодетандера в новых конструкциях осуществляется изменением геометрических характеристик каналов направляющего аппарата. [c.150]

В качестве примера рассмотрим конструкцию реактивного турбо-детандера ТДР-14, предназначенного для блоков разделения низкого давления производительностью 12500 м ч кислорода, разрез которого представлен на рис. 103. Количество воздуха, проходящего через машину при нормальных условиях составляет 15000 м 1ч, давление входящего воздуха равно 0,58 Мн/м (5,8 ат), выходящего 0,14 Мн1м. (1,4 йг) скорость вращения рабочего колеса 5500 об/мин адиабатный к. п. д. турбодетандера составляет 0,8—0,82. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология