Ожижение гелия

Рис. 71. Зависимость коэффициента ожижения гелия в цикле с дросселированием и предварительным охлаждением от давления и температуры предварительного охлаждения (а) и от температуры и недорекуперации на нижней ступени (б)

СПОСОБЫ ОЖИЖЕНИЯ ГЕЛИЯ [c.140]

Рис. 72. Схема ожижения гелия ио циклу с детандером

Для ожижения гелия с исполь- юванием дроссель-эффекта охлаж- [c.215]

На рис. 8.14 показана схема наиболее простой L-системы такого типа, предназначенной для ожижения гелия. (Она может быть использована также и для неона и водорода.) Это классическая L-си-стема Капицы — Коллинза с параллельным включением детандеров. За исключением СИО ее схема аналогична схеме соответствующего [c.221]

В последние годы находят применение ожижители, в которых используется СОО с детандером, работающим в двухфазной области, г. е. L-системы с охлаждаемыми СПО и ступенями Сименса. В наибольшей степени они разрабатываются применительно к ожижению гелия, поскольку условия работы детандеров с жидкой фазой в этом случае наиболее благоприятны. Замена ступени L Линде ступенью L Сименса сводится по существу только к замене дроссельной или дроссельно-эжекторной СОО на СОО с детандером. На рис. 8.16 показана схема ожижителя водорода со ступенью Сименса и предварительным внешним охлаждением на двух уровнях кипящим жидким азотом. Замена в СОО дросселя [c.222]

Пример. Определить коэффициент ожижения х, а также поступающие в детандер и на дросселирование потоки в трехступенчатом цикле ожижения гелия с предварительным охлаждением (см. рис. 18, а), детандером (см. рис. 20) и дросселем (см. рис. 19, б). [c.50]

На рис. 33, а представлены расчетные величины холодопроизводительности и в зависимости от значений температур Г и Тд,. На рис. 33, б дана холодопроизводительность д = = / Те) при = 0. Здесь же приведен термодинамический к. п. д. цикла (при 20° К величина т) - = 17% от к. п. д. цикла Карно). Наинизшая температура, полученная на этой машине, составляет около 12° К- В этой машине необходимо тщательно теплоизолировать верхнюю, наиболее холодную часть. Насадка верхнего регенератора должна изготовляться из свинца (мелкая дробь или свинцовые нити), который сохраняет высокую теплоемкость при низких температурах. Такая газовая холодильная машина представляет особый интерес для криогенной техники и может быть использована для решения широкого круга различных задач, включая конденсацию водорода и ожижение гелия. [c.77]

В трехступенчатом насосе (рис. 38) сохраняются два клапана и общий теплый объем Ух, появляются дополнительные полости расширения, вытеснители 2 и регенераторы 3. Работу нижних ступеней можно рассматривать как работу одноступенчатых систем, в которые поступает газ с температурой предыдущей ступени. Трехступенчатый тепловой насос обеспечивает охлаждение на уровнях температур 80, 35 и 14° К, что позволяет использовать его для целей ожижения гелия. [c.85]

Способы ожижения гелия 155 [c.155]

Последний из постоянных газов — гелий был ожижен Г. Камерлинг-Оннесом в Лейденской лаборатории методом дросселирования с предварительным охлаждением. Для использования этого метода необходимо охладить гелий существенно ниже его температуры инверсии, что было достигнуто с помощью жидкого водорода. Хотя методы ожижения гелия принципиально не отличаются от методов ожижения других газов, однако его крайне низкая температура вызывает ряд трудностей технического характера. Так, например, для рационального осуществления процесса необходимо иметь не менее трех ступеней охлаждения. Очень низкая теплота испарения предъявляет повышенные требования к теплоизоляции аппаратуры и емкостей. [c.140]

Таким образом, классическая схема ожижения гелия включает две ступени предварительного охлаждения с помощью жидких Nj и Нз и последующее дросселирование. Существуют различные формы осуществления такого цикла. Наиболее распространенной является схема, при которой жидкий азот кипит под атмосферным давлением, а водород под вакуумом, обеспечивая наибольшую величину дроссель-эффекта гелия. [c.140]

Способы ожижения гелия [c.141]

Рис. 69. Схема ожижения гелия методом дросселирования

Способы ожижения гелия 143 [c.143]

Способы ожижения гелия 157 [c.157]

Способы ожижения гелия 159 [c.159]

Для ожижения гелий необходимо предварительно охладить ниже 20 К, отвод тепла следует осуществлять на ряде температурных уровней, поэтому холодильные машины должны быть многоступенчатыми. Типичным примером такого цикла является гелиевый ожижитель, выполненный на базе трехступенчатого теплового насоса (рис. 76). В этой схеме гелий, сжатый до 2,06 Мн/м ( в количестве 10% от количества гелия, циркулирующего в тепловом насосе), проходит последовательно три теплообменника, между которыми осуществляется отвод тепла на температурных уровнях 80, 35 и 14" К- После дросселирования на нижней ступени гелий частично ожижается, а обратный поток через теплообменники направляется в компрессор. Производительность этого ожижителя 1,5 л1ч жидкого гелия, расход энергии 18 мдж л (5 квт-ч1л). [c.150]

Способы ожижения гелия 147 [c.147]

Результаты энтропийного анализа потерь в некоторых наиболее распространенных циклах ожижения гелия приведены в табл. 4. Очевидно, что увеличение числа детандеров улучшает характеристики цикла, но снижает его надежность, усложняет эксплуа- [c.147]

Рис. 75. Схема ожижения гелия по циклу с двумя детандерами, предварительным охлаждением и дросселированием

Рассмотренные схемы являются наиболее распространенными кроме того, существуют другие способы ожижения гелия, представляющие определенный интерес. [c.149]

Рис. 10. Схема трехступенчатого цикла ожижения гелия с дросселированием

Пример. Рассчитать установку для ожижения гелия производительностью 40 л ч, работающую по циклу с предварительным охлаждением и дросселированием (см. схему рис. 70). [c.154]

В криогенных системах, как правило, стремятся к использованию легких малогабаритных теплообменных аппаратов это уменьшает время охлаждения в пусковой период, вредные теплопритоки, стоимость аппаратуры. Очень важно обеспечить малую потерю давления Ар, особенно по обратному потоку (например, при ожижении гелия увеличение давления обратного потока с 0,098 до 0,15 Мн/м приводит к увеличению температуры жидкости с 4,2" К до 4,67" К). [c.190]

Д а и и л о в И. Б. Установка для ожижения гелия ГС-2. Кислород , [c.266]

Д а и и л о в И. Б. Эффективность циклов, применяемых для ожижения гелия. Химическое машиностроение , 1964, № 2. [c.266]

Многие типы гелиевых установок могут работать как в ожижи-тельном, так и в рефрижераторном режимах, что нередко используется в криогенной технике. Для некоторых криогенных систем, в частности для криогенных вакуум-насосов и для охлаждения сверхпроводящих устройств, требуется вначале накопить жидкий гелий, а затем поддерживать его постоянное количество. В этом случае рефрижераторный режим служит для конденсации непрерывно испаряющейся жидкости. В лабораторной практике гелиевые ожижители нередко используются как криостаты, в которых накопленная жидкость применяется для экспериментов, а ее постоянное количество обеспечивается работой ожижителя по рефрижераторному циклу. Рефрижераторный режим не всегда сопровождается ожижением гелия, нередко тепло от охлаждаемого объекта отводится путем подогрева газообразного гелия. [c.160]

Ожижение гелия принципиально не отличается от методов ожижения других газов. Однако, как и для водорода, для ожижения гелия методом дросселирования требуется предварительное охлаждение (температура [c.30]

Крупнейшее в Европе производство гелия создано в Оренбурге на комбинированной установке по очистке газа и получению гелия, этана и более тяжелых углеводородов. Содержание гелия в исходном газе этой установки - 0,05 - 0,06%(об.), а годовая мощность по выработке гелия составляет 9000 тыс. м . В 1993 г. в составе этого производства пущена установка по ожижению гелия (КГУ-500) производительностью 500 л/ч жидкого гелия (12 мV yт). [c.329]

Коэффициент ожижения х в значительной степени зависит от температуры предварительного охлаждения, изменение которой с 20 до 16° К позволяет в 2 раза увеличить выход жидкости. Максимум кривых лежит при давлениях 3,0 3,5 Мн1м , соответствующих состоянию инверсии для данных температур. На этом же графике приведена кривая для Т = 25° К, что свидетельствует о возможности ожижения гелия при предварительном охлаждении жидким неоном, однако коэффициент ожижения при этом очень мал. Кривые построены при недорекуперации А4 = А4-э = = 1 град и 3 = 0. Влияние недорекуперации на величину х видно из рис. 71, б (здесь значения х вычислены при оптимальных давлениях). [c.144]

Ожижение гелия может быть осуществлено путем его предварительного охлаждения с помощью двухступенчатой машины Филипс (рис. 77). Отводить тепло от ожижаемого потока целесообразно на уровнях температур 80 и 15—16 К- Высокая термодинамическая эффективность машины Филипс позволяет осуществить процесс ожижения более рационально, чем на основе холодильной машины Мак-Магона—Джиффорда. [c.150]

Экспансионный метод. В 1932 г. Ф. Симоном был предложен и осуществлен метод ожижения гелия, основанный на эффекте понижения температуры при адиабатном расширении газа из по- [c.150]

Рис. 77. Схема ожижения гелия на основе двухступенчатой машины Фи-лиис

Рис. 78. Схема экспанси-онного метода ожижения гелия

Коэффициент ожижения гелия найдется из теплового баланса нижней ступенн по ( рмуле (137) [c.155]

Применение цикла с пятью ступенями каскада для ожижения гелия термодинамически эффективно, а метод дросселирования обеспечивает простоту и надежность. Конструктивно ожижитель выполнен в виде двухстенного кожуха из нержавеющей стали с высоковакуумной теплоизоляцией, внутри которого расположены сборники жидкости, окруженные концентрически змеевиковыми теплообменниками. Теплообменники выполнены из спаяных трубок, что особенно удобно ввиду необходимости обеспечить теплообмен между несколькими различными потоками. Внутренняя полость ожижителя находится под вaкyy ioм (0,1. мм рт. int.), пусковой период составляет около 1 ч. [c.171]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология