Джоуля Томсона эффект охлаждения

Эффект Джоуля—Томсона находит практическое применение при сжижении газов. При последовательном сжатии, охлаждении и расширении газа и многократном повторении этого цикла температура газа постепенно понижается до его точки кипения, когда он превращается в жидкость. При сжижении воздуха получается смесь жидкого азота и жидкого кислорода, которую можно разделить, пользуясь различием в их температуре кипения. Азот, имеющий температуру кипения —195,8 °С, испаряется из жидкого воздуха раньше, чем кислород (температура кипения [c.162]

Один и тот же газ при различных температурах может иметь различный дифференциальный эффект Джоуля—Томсона положительный (охлаждение) при одной температуре, отрицательный (на- [c.8]

Глубокое охлаждение основано на использовании дроссельного эффекта (эффекта Джоуля — Томсона), заключающегося в понижении температуры газа при его адиабатическом расширении. В установках глубокого холода рабочим телом чаще всего является воздух. [c.365]

Глубокое охлаждение достигается при помощи холодильных установок 1) аммиачных с рассолом — охлаждение до —30 2) аммиачных без рассола — охлаждение до —50° 3) этено-аммиачных с двумя холодильными циклами — охлаждение до —95° 4) с дроссельным охлаждением, основанным на эффекте Джоуля-Томсона, — охлаждение до весьма низких температур. [c.253]

Дросселирование—резкое снижение давления сжатых газов, и результате которого происходит сильное охлаждение газов (эффект Джоуля — Томсона). [c.72]

I Инверсионная температура. Один и тот I же газ при различных температурах может иметь различный эффект Джоуля—-Томсона, положительный (охлаждение) при од- ой температуре, отрицательный (нагрева- [c.41]

При адиабатическом обратимом расширении воздуха с начальной температурой 300° К, сжатого до 10 г/тга, температура его понизится на 140°, в то время как необратимое дросселирование (эффект Джоуля-Томсона) дает охлаждение воздуха только на 2,5°. Такое большое различие эффектов охлаждения этих двух предельных способов расширения вполне закономерно. Любая необратимость процесса расширения с получением работы в расширителе вызывает снижение падения температуры и при полной необратимости, в результате которой внешняя работа не производится, достигается результат, как при эффекте Джоуля-Томсона. Устройство для дросселирования газа отличается простотой и применяется при получении очень низких температур. Этот процесс используют в большинстве случаев не самостоятельно, а с адиабатическим расширением и регенерацией [6. 7]. [c.14]

Эффект Джоуля-Томсона может быть использован для активного воздействия на пласт холодом или теплом. Охлаждение или замораживание забоя скважины путем продавливания нефтяного газа через дроссельный элемент, опущенный в скважину на насосно-компрессорных трубах, не представляет технических трудностей. В связи с этим можно осуществить внутрипластовое замораживание путем создания в пласте холодного кольца вокруг скважины на заданном расстоянии от ее оси с температурой ниже нуля, причем забойная температура может оставаться начальной такое кольцо не пропускает воды к застывшей нефти и может быть использовано как для разобщения пластов, так и для многократного гидроразрыва. [c.8]

Тепловой режим газопроводов. Подземные газопроводы постоянно находятся в состоянии теплообмена с окружающей средой. Образование гидратов, отложение парафинистых осадков, выпадение конденсата углеводородов и воды — обычные явления, имеющие место при эксплуатации газопроводов. Изменение температуры в газопроводе зависит от трех факторов охлаждения или нагревания потока в трубе за счет теплообмена с окружающей средой, снижение температуры за счет падения давления (эффект Джоуля—Томсона), нагревание потока за счет превращения работы по определению сил трения в тепло внутреннего теплообмена. Последний фактор играет незначительную роль и его можно пе учитывать при расчете температурного режима газопровода. [c.168]

Эффект Джоуля — Томсона является важным вспомогательным средством в низкотемпературной технике. Его практическое использование требует, с одной стороны, чтобы описанный процесс был непрерывным, с другой стороны, газ должен быть предварительно охлажден до температуры ниже инверсионной. Тогда эффект Джоуля — Томсона можно использовать вплоть до температуры сжижения газа. [c.131]

Простейшая схема разделения, основанная на охлаждении газа за счет эффекта Джоуля — Томсона, показана на рис. 17. Нефтезаводской газ, предварительно очиш енный от сероводорода, очищают [c.47]

В азотном холодильном цикле можно использовать стандартное оборудование, применяемое при получении кислорода из воздуха методом глубокого охлаждения. По такой схеме можно варьировать производительность установки в пределах 80—100% от проектной и, кроме того, можно перерабатывать газ непостоянного состава. По сравнению с первой схемой, в которой охлаждение производится только за счет эффект . Джоуля — Томсона, схема с азотным циклом требует на 15% больше капитальных вложений, а эксплуатационные затраты производства возрастают на 30%. [c.49]

Различные схемы процессов, разработанных для выделения этилена ректификацией, отвечают всем перечисленным выше требованиям, но они отличаются друг от друга по характеру получаемых фракций и по методам достижения низких температур. Однако поскольку наиболее низкая температура, необходимая для разделения компонентов пирогаза ректификацией, значительно превышает температуру ожижения воздуха или водорода, то ее обычно достигают не за счет эффекта Джоуля—Томсона или за счет детандеров, производящих внешнюю работу, а с помощью так называемого каскадного охлаждения . Последний способ состоит в применении ряда хладагентов с прогрессивно понижающимися температурами кипения. [c.122]

Внутренняя энергия растет пропорционально повышению температуры системы, о чем говорят выражения (И.4), (II.J6) и (11.19). Исходя из этого, согласно (11.21), при адиабатическом расширении температура системы понижается, а при сжатии — повышается. Впервые понижение температуры при дросселировании (понижении давления пропусканием газа через узкое отверстие в широкий резервуар) было обнаружено и изучено в 1852— 1862 гг. английскими физиками Дж. Джоулем и У. Томсоном. Это явление называют эффектом Джоуля — Томсона и широко применяют при сжижении газов глубоким охлаждением. [c.60]

Однако для реальных газов это соотношение не выполняется. В большинстве случаев при расширение сжатого газа при нормальной температуре происходит его охлаждение (эффект Джоуля — Томсона), так как при его расширении преодолеваются силы притяжения между молекулами, аналогично тому как это происходит при испарении жидкостей. (Ознакомьтесь с применением эффекта Джоуля — Томсона для сжижения газов.) [c.220]

Знак и величина зависят от свойств (природы) газа к условий, 1при которых происходит процесс. Для идеального газа д=0, а для реальных газов эта величина может быть положительной (наблюдается охлаждение газа), отрицательной (газ после рассеивания нагревается) и равной нулю. Один и тот же газ при различных температурах может иметь различный эффект Джоуля-Томсона положительный (охлаждение) при одной температуре, отрицательный (нагревание)—при другой. Температура, при которой происходит изменение знака и д=0, называется инверсионной температурой. [c.137]

Из уравиении состояния реальных газов следует, ч ю для них (в отличие от идеальных газов) в зависимости от температуры и давления значения ру пНТ. В технике глубокого охлаждения используются свойства реальных газов для получения дроссельного эффекта (эффект Джоуля—Томсона). [c.737]

Идеальный газ при расширении без совершения внешней работы сохраняет температуру постоянной, однако реальные газы отклоняются от этой закономерности, чем и пользуются для целей глубокого охлаждения. При обычных температурах и не очень высоких давлениях газы, за исключением водорода и гелия, охлаждаются при дросселировании (положительный эффект Джоуля-Томсона). [c.36]

Лабораторный аппарат для получения жидкого водорода изображен на рис. 49. Водород в количестве 10 нм 1тс поступает от компрессора под давлением 150—170 ат. По пути к дроссельному вентилю 2, он по пучку из трех медных трубок проходит змеевиковый теплообменник 7, охлаждаясь несжиженным водородом, возвращающимся в газгольдер, из которого компрессор засасывает газ. После теплообменника водород охлаждается в змеевике 5, помещенном в ванне с жидким воздухом. Охлаждение посторонним хладоагентом, в данном случае жидким воздухом, является необходимым условием для сжижения водорода, так как при температурах выше минус 80° водород обладает положительным эффектом Джоуля-Томсона и, следовательно, при дросселировании нагревается. [c.100]

В промышленных установках глубокого охлаждения используют главным образом или эффект дросселирования (эффект Джоуля-Томсона), или адиабатическое расширение газа с отдачей внешней работы. В связи с этим были разработаны различные циклы глубокого охлаждения. [c.34]

Так как эффект Джоуля—Томсона, т.е. явление, заключающееся в том, что газ при расширении без совершения внешней работы (т. е. при распространении его в пустоту) охлаждается, наблюдается для водорода только примерно ниже —80°, то это обстоятельство сначала создавало затруднения для его сжижения. Последнее впервые удалось осуществить в 1898 г. Дьюару, который выпускал через узкое отверстие в вакуум сильно сжатый и предварительно охлажденный жидким воздухом до —205° водород. Жидкий водород представляет собой очень легкую, бесцветную, непроводящую электрического тока жидкость, застывающую при кипении под уменьшенным давлением за счет теплоты испарения в твердую массу с удельным весом 0,08. [c.60]

Из диаграммы Т—5 для водорода (рис. 9) видно, что нри 15—20 °С эффект Джоуля—Томсона отрицательный, т. е. после дросселирования происходит нагревание газа. При изотермическом сжатии водорода в области более низких температур его энтальпия также возрастает, а последующее дрвсселирование не приводит к охлаждению. Предельная температура, при которой для р = 0 значения эффекта дросселирования переходят из положительных в отрицательные, называется температурой инверсии (для воздуха она равна 603°К, для кислорода 893 °К) [77]. Температура инверсии для водорода 204,6 °К, а поэтому для получения положительного значения эффекта дросселирования, т. е. охлаждения, необходимо сжатый водород предварительно охладить ниже его тем- [c.44]

Условия работы теплообменника влияют главным образом на температуру, при которой происходит отвод тепла расширяющимся газом (с возникновением эффекта Джоуля—Томсона). На величину эффекта охлаждения (в кал) это не влияет. [c.398]

В 1895 г. Линде использовал в промышленности известное ранее явление понижения температуры при расширении газа в суженном сечении газопровода (эффект Джоуля—Томсона) и применил одновременно теплообмен между сжатым и охлажденным дросселированным газом. Клоду в сконструированной им аппаратуре удалось достигнуть значителыного понижения температуры путем адиабатического расшя1рения газа, одновременно совершающего работу. [c.385]

Линде процесс Процесс сжижения воздуха, а также др. газов, в основе к-рого Джоуля — Томсона эффект. Газ сжимается до давл. ок. 15 МПа и выпускается через сопло, при этом происходит охлаждение. Назв. по им. нем. физика и инженера Карла Линде ( arl von Linde, 1842-1934). [c.117]

На рис. 118 приводится диаграмма температур кипения различных веществ при атмосферном давлении и марки стали, которые применяются в криогенной технике. На рис. 119 показана принципиальная технологическая схема гелиевого производства, основанного на эффекте Джоуля—Томсона. Газ отбирается из газопровода, давление в котором составляет около 35 кгс/см , осушается и поступает на низкотемпературное разделение. В данном случае холодильный цикл заключается в охлаждении газа и последующем расширении его в дросселе. В результате расширения около 80% исходного газа сжижается и выде- [c.196]

Глубокое охлаждение воздуха. Для получения глубокого холода может быть использовано изоэнтальпическое (эффект Джоуля—Томсона) или изоэнтропическое (с соверщением внешней работы) расширение газа. [c.230]

I I. мавшихся ранее для сжижения газов сжатием. Для I .м /, таких газов с низкой /"кр ( —200 °С), как водород, кислород, азот, проблема успешного охлаждения их с целью сжижения — трудная задача, решаемая с использованием эффекта Джоуля — Томсона ( 1852—1862 гг.). [c.166]

Поток газа входит в трубу через тангенциальное соило со скоростью, равной скорости звука. В результате вращения газа внутри трубы часть ецо поворачивает но направлению к диафрагме. При этом осевые слои газа охлаждаются, а наружные нагреваются. Эффект охлаждения может значительно превышать эффект Джоуля — Томсона, наблюдаемый нри обычном дросселировании. Так, при расширении газа от (2,94—5,87) 10 до 0,98-10 Па (от 3—6 до [c.105]

При дальнейгаем увеличении отношения эффект увеличивается несколько медленнее, а при Р1/Р2 > 11—13 и совсем прекращается. Снижение эффекта пропорционально уменьшению абсолютной температуры. Общий эффект охлаждения при расширении газа в вихревой трубе равен сумме эффектов Джоуля — Томсона и Ранка. Максимальный эффект охлаждения наблюдается тогда, когда доля холодного потока х = 0,2—0,3, а максимальная холодонроизводительность — при 1 = 0,5—0,6. Для регулирования соотношения потоков служит вентиль на горячем конце трубы. Холодильный коэффициент полезного действия вихревой трубы нри расширении газа от 5,88-10 до 0,98-10 Па (6 — 1 кгс/см ) в 14 раз выше, чем при дросселировании, но в 3,2 раза ниже, чем в детандере. [c.105]

Наиболее часто эффект Джоуля - Томсона используется, когда в качестве холодильного агента выступает иеиосредст-веиио газ (например, природный), подвергающийся сжижению или разделению. При этом, в случае разделения газа цикл разомкнутый, при сжижении газа цикл может быть и замкнутым и разомкнутым. Пример такого цикла приведен на рис. 3.15. В процессе дросселироваипя газа понижается температура и появляется жидкая фаза, которая, в случае охлаждения природного газа, обогащена высококипящими комиоиеитами. [c.158]

Циклы, основанные на исиарении жидкости, часто используются для предварительного охлаждения в циклах, использующих эффект Джоуля - Томсона плп пзоэнтроппйное рас-шпренпе. [c.159]

Дальнейшее развитие техники сжижения газов основано на эффекте Джоуля—Томсона, т. е. на принципе охлаждения газа путем его расширения ниже определенной температуры. На этом же принципе К. Линде (1842—1934) разработал способ сжижения газов (машина Линде). С помощью подобного же устройства Дж. Дьюар (1842—1923) впервые получил жидкий водород (1898). В 1908 г. Г. Камерлинг-Онесс (1853—1926) в Лейдене превратил в жидкое состояние гелий. Широко известный сосуд Дьюара рведен в практику в 1892 г. [c.161]

Добавочным доказательством существования молекулярного притян ения в газовом состоянии является эффект Джоуля-Томсона. Он состоит в том, что газ, истекающий с незначительным градиентом скорости, испытывает охлаждение . Поглощение тепла [c.22]

При повышении температуры (или давления) вначале достигается точка инверсии, когда газы не меняют температуры при дросселировании, а затем эффект Джоуля-Томсона становится отрицательным, т. е. газы при расширении нагреваются. Газы при нормальном давлении имеют следующие точки инверсии воздух - -ЗбО°, водород —80,5°, гелий — 258°, следовательно, водород и гелий не могут быть ожижены дросселированием без значительного предварительного охлаждения за счет других газов. [c.36]

Охлаждение в установке происходит при участии охлаждаемого газа. Содержащийся в газе в значительном количестве во.тород характеризуется отрицательным эффектом Джоуля— Томсона, поэтому для снижения температуры необходимо расширение газа с одновременным совершением работы. Детандер обычно приводит в движение электрический генератор, отдающий в сеть вырабатываемую энергию, количество которой не. превышает 30% энергии, затрачиваемой на сжатие газа. Ци- [c.381]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология