Холодильные газовые холодильный цикл

В технике глубокого охлаждения в последнее десятилетие широкое распространение получило производство глубокого холода в холодильно-газовых машинах, в которых рабочее тело (обычно гелий) находится в замкнутом циркуляционном контуре. На базе холодильно-газовых машин разработаны различные установки малой производительности для разделения воздуха, в которых флегма конденсируется за счет внешнего холодильного цикла и соответствии с принципиальной схемой колонны по рис. 38 и 39 главы IV. [c.423]

При применении газа в качестве рабочего тела цикл состоит из компрессии, охлаждения горячего сжатого газового потока в исчерпывающей секции, расширения его в детандере и нагрева в укрепляющей секции. Несмотря на значительные в последнее время усовершенствования газового холодильного цикла, он продолжает оставаться малоэффективным. Кроме того, при использовании газа как рабочего тела достигаются низкие коэффициенты теплопередачи. Вследствие этого данный вариант схемы не представляет интереса. [c.280]

Для разделения углеводородных газов при низком давлении предлагается использовать для получения глубокого холода газовый холодильный цикл с турбодетандером. На диаграмме температура — энтропия (рис. 20) показаны процессы этого цикла. Азот, являющийся рабочим веществом, сжимается до 6 ат 1—2) и охлаждается водой в холодильнике 2—3) [c.57]

Обычно конденсацию стремятся проводить при повышенном давлении, так как это приводит к повышению температурного уровня, потребного для конденсации холода. Однако, если давление возрастает свыше 30—35 ата, то это создает ряд трудностей на установках компрессии и вызывает увеличение веса и стоимости аппаратуры и т. д. Затруднения, связанные с компримированием нирогаза, делают невозможным или неэкономичным использование для получении низких температур газовых холодильных циклов, при осуществления которых необходимы высокие давления. Практически на установках выделения этилена не применяют давление выше 30— 40 ата, о чем будет сказано ниже. [c.155]

Газовые холодильные циклы не получили широкого распространения в схемах выделения и фракционирования этилена вследствие того, что холод, [c.225]

Термодинамическая эффективность газового холодильного цикла в большой степени зависит от эффективности основного элемента этого цикла — расширительной машины. Однако даже при высоких значениях адиабатического к. п. д. расширительной машины необратимость процесса расширения газа в ней, как правило, больше необратимости процесса дросселирования жидкости в том же интервале давлений. [c.226]

В системах извлечения этилена газовые циклы применяются только как вспомогательные на тех участках системы, где имеется необходимость снижения давления одного из газовых потоков. Одним из примеров, где может быть выгодным применение газового холодильного цикла, является использование холода, уносимого метано-водородной смесью, покидающей систему извлечения. Метано-водородная смесь выходит из системы извлечения обычно при давлении 15—4Э атм и после понижения давления до 4 атм направляется в топливную сеть (за исключением случаев, когда из нее извлекают водород). Дросселирование метано-водородной смеси с высоким содержанием водорода мало эффективно для получения холода, так как в обычных условиях (при температурах вблизи или выше точки инверсии для водорода) в процессе дросселирования происходит не охлаждение, а нагревание смеси. Единственно возможным способом использования энергии давления метано-водородной смеси для получения холода является адиабатическое расширение ее с совершением внешней работы. [c.226]

Разумеется, этот краткий обзор не претендует на полноту. В частности, он не затрагивает вопросов применения искусственного охлаждения, которое после создания первых установок непрерывного действия значительно расширилось. Возникают все новые области применения холода, и можно ожидать, что развитие техники охлаждения будет способствовать появлению все новых областей применения. С этой точки зрения и следует рассматривать описываемую в статье холодильную установку. При изложении мы будем ссылаться на появившиеся ранее статьи о воздушных тепловых двигателях ) [1—3]. В первой из этих статей указывалось, что описанный в ней цикл может быть, также использован для охлаждения и что этим способом можно получать весьма низкие температуры. Исследования, проведенные в последние годы, показали что применение газового холодильного цикла особенно [c.9]

Газовый холодильный цикл [c.10]

Рассмотрим сначала газовый холодильный цикл Филипса схематически с разделением его на четыре четкие фазы. Схематический цикл практически неприменим, так как требует прерывистого движения поршней. Однако впоследствии будет показано, что можно осуществить эквивалентный цикл с непрерывным движением поршней. [c.11]

Фиг. 4. Зависимость теоретического холодильного коэффициента газового холодильного цикла [равного холодильному коэффициенту цикла Карно т, = Т 1(Т —от температуры 7" при = 300° К.

Ф и г. 5. Газовый холодильный цикл, основанный на гармоническом движении поршней. [c.15]

Фиг. 7. р—К-диаграмма для газового холодильного цикла и гармоническом движении поршней. Резкие переходы между фазами сглажены, и ход цикла изображается непрерывной плавной кривой (ср. с фиг. 3, б ). [c.16]

Несмотря на то, что возможность получения холода путем обращения воздушного теплового двигателя известна уже более ста лет, все прежние попытки использования газового холодильного цикла были безуспешными. Применение принципов, подобных использованным при разработке газового теплового двигателя Филипс , сделало возможным создание газовой холодильной машины. Много машин такого типа находится в постоянной эксплуатации на фабрике фирмы Филипс в Эйндховене, где они используются для ожижения воздуха. Столь низкие температуры достигаются в одной ступени, чем обеспечиваются малые размеры и высокий к. п. д. машины. Газовая холодильная машина хорошо приспособлена и для получения любых температур (между —80 и —200°С), которые не могут быть получены в паровых холодильных машинах. В статье описан и проанализирован газовый холодильный цикл при прерывистом движении двух поршней. Показано, что такой схематический цикл может быть заменен практически выполнимым циклом, основанным на гармоническом движении поршней. Подробно рассмотрена тесная связь между холодильным и тепловым циклами. Наконец, на основании ранее разработанной теории газового теплового двигателя получена зависимость давления от угла поворота при гармоническом движении поршней для идеального (без потерь) цикла. При помощи этой зависимости найдены холодопроизводительность, мощность на валу и холодильный коэффициент машины. [c.24]

Практическое воплощение газового холодильного цикла, описанного в 1 ч. статьи, требует предварительного решения многих проблем. [c.24]

Факторы, ограничивающие область применения газового холодильного цикла [c.25]

Помимо уже рассмотренных потерь, которые ограничивают применение газового холодильного цикла, имеются и другие причины, снижающие к. п. д. цикла. Вкратце рассмотрим их. [c.30]

Рамки этой статьи не позволяют проанализировать причины такой относительно высокой экономичности. Это потребовало бы сравнения машины, основанной на использовании газового холодильного цикла, с другими системами, которые сильно отличаются друг от друга. Упомянем лишь о двух обстоятельствах. Во-первых, отношение давлений (равное — 2,2) мало, поэтому невелики адиабатические потери, играющие значительную роль в компрессорах других систем охлаждения. Во-вторых, работа расширения используется наиболее простым и эффективным образом, непосредственно передаваясь поршню. [c.40]

Перечислим преимущества газового холодильного цикла применительно к охлаждаемым камерам [c.55]

Фиг. 1. Комбинированная схема реактивного газового холодильного цикла с одним и двумя источниками холода

Фиг. 2. Изображение в 5—Г-диаграмме схемы газового холодильного цикла с одним детандером.

Фиг. 20. Схемы газового холодильного цикла с двумя детандерами на прямом потоке хладоагента в 5—Г-диаграмме.

Фиг. 21. Схема газового холодильного цикла с детандерами на прямом и обратном потоках хладоагента в 5—Г-диа-грамме.

Рис. 2-77. Газовый холодильный цикл, осуществляемый гармоническим движением поршней.

Газовые компрессоры—34, 95 Газовые холодильные циклы—120 Гидравлическое сопротивление—356 Граничные условия—310 [c.540]

Газовый холодильный цикл имеет тот существенный недостаток, что холодопроизводительность С 2 отбирается при переменной температуре (от Т до точно так же, как и при охлаждении с Тг до Т3. Поскольку для охлаждения газа до точки 3 необходимо иметь охлаждающую среду с Тз, а охлаждение требуется вести при температуре не выше Т,, то соответствующий цикл Карно имел бы холодильный коэф- [c.59]

Газовый холодильный цикл состоит из нескольких составных частей. Процесс расширения газа (детандирование) осуществляется с целью понижения его энтальпии. Другие процессы цикла — сжатие газа, регенеративный теплообмен, теплообмен рабочего тела (газа) с окружающей средой и с охлаждаемым объектом — обеспечивают получение необходимых начальных параметров расширяемого газа, а также полезное использование созданного холода (перенос теплоты от охлаждаемого объекта к окружающей среде). Соответственно способу осуществления отдельных процессов газовые циклы можно разделить на простые и совмещенные. [c.165]

Р 1Рл) -1 Газовый холодильный цикл имеет существенный недостаток холодильная мощность (/2 реализуется при переменной температуре (от Тк до Г ). Поскольку для охлаждения газа до точки 3 необходимо иметь хладагент с Гз, а охлаждение требуется вести прн температуре не выше Т1,-соответствующий цикл Карно имел бы холодильный коэффициент 8к = 7 1/(7 з—Г ), т. е. существенно больший. Для уменьшения степени сжатия газа и облегчения условий работы, а также понижения температуры Тк применяют установки с регенераторами (теплообменниками), расположенными перед детандерами. Здесь прямой поток перед поступлением в детандер охлаждается обратным потоко.м, выходящим из камеры охлаждения и направляющимся в компрессор. Потоки в этом так называемом регенеративном цикле показаны на рис. 3.17 штриховыми линиями. Затрата энергии в регенеративном цикле остается той же, что и в обычном. Подробнее о газовых низкотемпературных циклах с расширением в детандерах см, в [212, 213]. [c.63]

Газовый холодильный цикл имеет тот существенный недостаток, что холодопроизводительность Q2 реализуется при переменной температуре (от Т г до Г]) точно так же, как и при охлаждении с до Гз. Поскольку для охлаждения газа до точки [c.59]

В крупных установках, перерабатывающих бедный гелием природный газ, обычно используются холодильные циклы с двумя давлениями газовых потоков [12], притом большая часть холодопотерь покрывается в основном холодильном цикле с высоким перепадом давлений. В установках комплексного раз- [c.160]

Последние годы в криовакуумной технике расширяется применение газовых холодильных машин (ГХМ). Это связано с тем, что ГХМ компактны и обладают высокой эффективностью. Существует большое число разных типов поршневых ГХМ, однако наибольшее распространение получили системы, работающие по обратному циклу Стирлинга и по циклу низкотемпературного теплового насоса. [c.101]

Ставя целью осущсствптъ процессы разделения углеводородных газов при низком давлении, мы предложили использовать для получения глубокого холода газовый холодильный цикл с турбодетандером. Процессы, составляющие этот цикл, показапы на диаграмме температура—энтропия (рис. 1). [c.213]

Вопросы построения и расчета газовых холодильных циклов рассматриваются в ряде работ [1]—[3]. Наиболее близкой по постановке задачи является работа [1], посвященная анализу гелиевого холодильного цикла с одним детандером и содержащая результаты расчетов, выполненных для идеального и реаль- ного газов. Принятая в этой работе методика анализа заключается в отыскании отношения давления сжатия к начальному, соответствующего максимальному значению холодильного коэффициента цикла при заданных величинах недорекуперации, теп-лопритока извне, адиабатического к. п. д. детандера, изотермического к. п. д. компрессора и коэффициента, учитывающего сопротивление при теплообмене. Полезная холодопроизводитель-ность и количество циркулирующего хладоагента находятся по оптимальному перепаду давления. [c.3]

По сравнению с обычным оборудованием газового холодильного цикла (детандер с блоком теплообменной аппаратуры)холодильногазовая расширительная машина [c.173]

При использовании процессов неадиабатической ректификации для компенсации потерь холода и для вывода тяжелой фракции из установки в жидком виде требуется небольшое количество внешнего холода. Этот холод может быть подведен в интервале температур примерно от —40 до 0°. В этих условиях предпочтителен газовый холодильный цикл с детандером на этан-этиленовой фракции. [c.171]

На рис. 33 показана принципиальная технологическая схема установки трехступенчатой НТК с внешним холодильным циклом для разделения природного газа на сухой газ и ШФЛУ. Сырьевой газ разделяется на два потока и охлаждается в рекуперативных теплообменниках /, 2 обратным потоком ухого газа, отводимого с третьей ступени сепарации и с верха цеэтанизатора, и объединенным потоком сконденсировавшихся углеводородов с трех ступеней сепарации. Затем сырьевой по-гок охлаждается в пропановом испарителе 3 и поступает на первую ступень сепарации. Газовая фаза снова охлаждается в холодильнике до образования двухфазной системы и поступает аа вторую ступень сепарации, после чего следует еще од а тупень конденсации и сепарации. Жидкая фаза из всех трех епараторов 4, 5, 6 объединяется и поступает на питание в [c.137]

Многоступенчатые компрессионные установки применяются при больших Рг//)1 (обычно отношение давлений после компрессии и до нее р21р 10). Они отличаются от одноступенчатых установок меньшей затратой энергии в холодильном цикле. Промежуточное давление между ступенями подбирается с таким расчетом, чтобы затрата работы была минимальной, при допущении равенства отношений давлений во всех ступенях (как для теоретического газового компрессора). [c.777]

Разделение пирогаза и получение целевых компонентов. Очищенный от примесей сжатый пирогаз поступает на газофрак-циснирование по методу низкотемпературной ректификации. Сначала пирогаз проходит узел глубокого захолаживания, где за счет использования холода обратных потоков и холодильных циклов происходит охлаждение газовой смеси и ее частичная конденсация. — [c.104]

Для выделения водорода из газовых смесей в промышленной практике применяют холодильные циклы, основанные на использовании дроссельного эффечта, адиабатического расширения с отдачей внешней работы и каскадного метода охлаждения. Наиболее экономичны циклы, основанные на каскадном методе охлаждения, однако осуществление этого метода весьма сложно. [c.108]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология