Джоуля Томсона коэффициент эффект охлаждения

У идеального газа при адиабатическом расширении без совершения внешней работы температура изменяться не должна, но у реального газа при его расширении преодолевается взаимное притяжение соседних молекул, возникающее вследствие действия межмолекулярных сил. На это затрачивается внутренняя энергия газа, и в результате происходит охлаждение это эффект Джоуля — Томсона. Так как отклонение газов от идеального состояния тем значительнее, чем больше давление и ниже температура, то и охлаждение тем сильнее, чем больше разность давлений (до и после расширения) и ниже температура. Однако снижение температуры относительно невелико (0,1—0,3°С на каждую атмосферу снижаемого давления). Значительно бЬль-шее охлаждение достигается при расширении с совершением внешней работы в специальных машинах-детандерах. Охлаждение происходит почти исключительно за счет совершения работы и лишь в небольшой степени за счет дросселирования. В массивных поршневых детандерах, работающих подобно паровым машинам, вследствие их низкого коэффициента полезного действия приходится сжимать воздух до давления 2-10 н/м . В 1938 г. академик П. Л. Капица разработал конструкцию компактного турбодетандера, который работает по принципу реактивной паровой турбины с высокой производительностью и с к. п. д. до 0,83, что позволило снизить начальное давление ежа- [c.217]

Из эмпирического уравнения (1-112), отражающего характер изменения коэффициента а., видно, что при увеличении давления величина а — Ьр уменьщается, следовательно, дифференциальный эффект становится меньше, и при определенном общем давлении, когда а = Ьр, охлаждение вообще прекратится. В дальнейшем при увеличении давления выражение а — Ьр примет отрицательное значение, коэффициент а. будет отрицательным, и вместо охлаждения при дросселировании мы будем наблюдать нагревание газа. Точка, в которой дифференциальный эффект Джоуля — Томсона равен нулю и начиная с которой при дальнейшем возрастании давлени, происходит нагревание, называется точкой инверсии. Дросселирование в этом случае не вызовет никакого изменения температуры, и коэффициент будет равен нулю. [c.48]

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]

На более низких ступенях процесса, когда газ охлажден до температур 20—35° К, весьма эффективно ожижение с помощью дросселирования, так как при этих температурах эффект Джоуля — Томсона для водорода весьма высок. Общий коэффициент ожижения а (равный отношению количества получающейся жидкости к количеству сжимаемого компрессором газа) в этой области температур может быть лишь незначительно увеличен за счет замены дросселирования расширением в детандере. В то же время трудности создания такого детандера, который бы работал в области конденсации, значительно превышают небольшой выигрыш в производительности. Таким образом, следует ожидать, что детандеры для ожижения водорода будут применяться при температурах от 30 до 80° К. На фиг. 1 изображены низкотемпературные ступени типичного однодетандерного цикла. [c.71]

Из Т—s-диаграммы для водорода (рис. 3-4 и 3-5) видно, что при температурах /= 15—20° С эффект Джоуля—Томсона отрицательный, т. е. после дросселирования происходит нагревание. Температура инверсия водорода 190°К, поэтому необходимо предварительное охлаждение его значительно ниже этой температуры. При охлаждении водорода до 80° К (температура кипения воздуха при 1 ата) и дросселировании его с 200 ДО 1 ата изотермичесйий дроссельный эффект составляет — Аг,, = = 45 ккал кг и теоретический коэффициент сжижения р = 0,17. При охлаждении водорода азотом, кипящим под вакуумом р = 0,2 ата, температура может быть понижена до 68° К, изотермический дроссельный эффект составит—Д/ =53 ккал кг и теоретический коэффициент сжижения р 0,26. Для увеличения коэффициента сжижения водорода целесообразно значительно понижать температуру предварительного охлаждения водорода при помощи кипящего под вакуумом азота или воздуха. [c.185]

У идеального газа при адиабатическом расширении без совершения внешней работы температура изменяться не должна, но у реального газа при его расширении преодолевается взаимное притяжение соседних молекул, возникающее вследствие действия меж-молекулярных сил. На это затрачивается внутренняя энергия газа, и в результате происходит охлаждение это эффект Джоуля — Томсона. Так как отклонение газов от идеального состояния тем значительнее, чем больше давление и ниже температура, то и охлаждение тем сильнее, чем больше разность давлений (до и после расширения) и ниже температура. Однако снижение температуры относительно невелико (0,1—0,3° С на каждую атмосферу снижаемого давления). Значительно большее охлаждение достигается при расширении с совершением внешней работы в специальных машинах-детандерах. Охлаждение происходит почти исключительно за счет совершения работы и лишь в небольшой степени за счет дросселирования. В массивных поршневых детандерах, работаюпигх подобно паровым машинам, вследствие их низкого коэффициента полезного действия приходилось сжимать воздух до давления 200 ат. [c.244]