Детандеры турбинные

В 1938 г. П. Л. Капицей был разработан метод получения жидкого воздуха при низком давлении — всего 5 6 ат. Основной особенностью этого метода является замена поршневых механизмов компрессора и детандера турбинными, [c.39]

К установке подводится поток газа 6с при давлении Рс и температуре Тс То.с. Этот поток разделяется на две части. Одна часть с расходом Ов поступает в детандер (турбину) II и расширяется в нем при изменении давления с рс до Рн-В процессе расширения температура газа понижается с Тс ло Го.с. Другая часть газа с расходом Св поступает в компрессор / и сжимается в нем при изменении давления с рс до рв. В процессе сжатия температура газа повышается от Тс до Тв. Привод компрессора I осуществляется от детандера (работа Ь передается от детандера компрессору). [c.12]

На установках, работающих с использованием внешней работы газа, применяют сравнительно невысокие давления. Работа, затраченная компрессором на сжатие газа, при этом частично возвращается двигателем, кроме-того достигается значительно большее понижение температуры, чем при простом дросселировании так при адиабатическом расширении с давления 40 ата до 1 йг , воздух с начальной температурой 15° охлаждается до —172°, вместо - -7° под влиянием дросселирования. Расширение газа осуществляется поршневыми машинами (детандерами), смазываемыми петролейным эфиром, или более совершенными детандерами турбинного типа, работающими без смазки. [c.37]

Следовательно, все отмеченные выше недостатки поршневых машин в турбинах отсутствуют. Поэтому детандеры турбинного типа (турбодетандеры), по-видимому, являются наиболее пригодными в качестве машин для расширения больших количеств низкотемпературных газов. [c.9]

О турбодетандерах - детандерах турбинного типа подробно рассказы ется в гл. 7. [c.212]

В установках большой производительности (более 100 л/ч) целесообразно применять детандеры турбинного типа, которые наряду с хорошей эффективностью (адиабатный КПД 75—80%) отличаются высокой надежностью и долговечностью последнее связано с тем, что в турбодетандерах отсутствуют элементы с трением скольжения, работающие в условиях низких температур. [c.315]

Охлаждение при изоэнтропическом расширении. Расширение предварительно сжатых гааов проводится в поршневых или турбинных детандерах — машинах, устроенных подобно поршневым или турбинным компрессорам. Изменение состояния газов в этом процессе приближается к адиабатическому, и соответственно этому температура расширенного газа в конце процесса может быть определена как [c.206]

Особую опасность представляет попадание твердых примесей в детандер или турбодетандер в этом случае может произойти заклинивание поршня детандера или блокировка сопел турбин и вывод их из строя. [c.54]

Значительно более эффективным является расширение предварительно сжатого в изотермических условиях воздуха с совершением внешней работы. В этом случае расширение протекает в адиабатических условиях, без теплообмена с окружающей средой в поршневой или турбинной машине (поршневом или турбодетандере). При таком процессе разность ДТ и холодильный эффект, создаваемый детандером, в несколько раз выше, чем при дросселировании. Применение детандера не исключает того, что часть сжатого воздуха дросселируется. Тогда суммарное понижение температуры определяется как [c.231]

Выше отмечалось, что при эксплуатации регенераторов большие осложнения возникают при начале дожига окиси углерода. В процессе совершенствования каталитического крекинга наряду с кот-лами-утилизаторами для использования части тепла дымовых газов стали применять аппарат, в котором СО (содержащаяся в дымовых газах) дожигается с образованием СОг и утилизацией тепла сгорания СО. Несколько таких аппаратов (эспандеров) для утилизации энергии газов регенератора успешно работают. После прохождения через турбину детандера отработанный газ можно использовать для получения тепла в камере дожига СО, а образующейся энергии хватает для подачи на установку воздуха, необходимого для регенерации катализатора. [c.99]

Из этого следует, что при изменении давления в системе изменяется объем газа. На этом принципе работают все типы компрессоров независимо от конструкции. За счет сжатия газа повышается давление. В турбинах и детандерах происходит обратный процесс - при снижении давления увеличивается объем газа. Соответственно в первом случае в процессе энергия потребляется, во втором - высвобождается. Произведение объема газа на давление при постоянной температуре - величина постоянная, по уравнению Клапейрона она равна [c.38]

Насосы и компрессоры предназначены для перекачки жидкостей и газов. Существует большое разнообразие этих агрегатов, различающихся по конструкции, назначению, силовому приводу электромотор, двигатель внутреннего сгорания, паровая турбина, гидротурбина, детандер. [c.68]

Турбодетандерный агрегат состоит из двух основных элементов детандера, представляющего собой турбину, работающую за счет расширения газа, и компрессора, расположенного на одном валу с детандером, работающего за счет энергии детандера. Совмещение турбодетандера и компрессора в один агрегат позволяет ликвидировать уплотнение вала так как состав газа в детандере и компрессоре одинаковый, отпадает необходимость установки редуктора и муфты сцепления. Турбодетандеры работают с частотой вращения 10... 15 тыс. об/мин и выше, поэтому в поступающем газе не должно быть капель жидкости, в [c.114]

Охлаждение при адиабатическом (изоэнтропическом) расширении. Детандеры (поршневые или турбинные) устроены подоб но поршневым или турбинным компрессорам. В этом процессе изменение состояния газов соответствует адиабатическому, поэтому температуру расширенного газа в конце процесса можно определить следующим образом [c.189]

Для повышения холодопроизводительности комбинируют методы расширения газа в детандере и дросселирования его. Вместо дросселирования можно расширять газ, заставляя его совершать работу под поршнем компрессора. В способе Капицы поршневой расширитель заменен быстроходной турбиной, что позволяет процесс сжижения производить при небольших давлениях. [c.170]

Условия разделения могут быть улучшены путем снижения давления головной фракции до низкого, либо с помощью простого дроссельного вентиля, либо с помощью турбинного или поршневого детандеров и использования вызванного этим охлаждения для понижения температуры верха колонны. Колонна в этом случае снабжается дополнительным дефлегматором, в котором конденсируется остаточный этилен. К сожалению, присутствие водорода в головной фракции уменьшает снижение температуры дроссельным вентилем, так как при этих температурах дроссельный эффект водорода практически равен нулю. Кроме того, производительность поршневых детандеров обычно выше производительности, которую можно достичь с помощью дроссельного вентиля, а обыкновенные турбодетандеры обеспечивают более высокий перепад давления. Тем не менее этот метод находит успешное применение и построены установки, на которых вся флегма в деметанизаторе получается в результате использования расширения жидкого метана, сконденсированного в верху колонны. [c.31]

Большая часть аппаратуры глубокого охлаждения очень проста, за исключением поршневых и турбинных детандеров, конструирование которых представляет собой более серьезную проблему. Остальное оборудование установки состоит из обычных компрессоров, турбокомпрессоров, насосов и теплообменников и специальной аппаратуры, изготовляемой из листовой стали и тонких трубок своеобразной конструктивной формы. [c.382]

Газовая турбина, или детандер, — машина для расширения нагретого газа, которая одновременно совершает работу, приводя в движение турбокомпрессор для сжатия газа. [c.50]

Таким образом, весь обозримый диапазон производительности водородных ожижителей может быть перекрыт двумя типами детандеров поршневыми — при небольшой и средней производительности и радиальными — при средней и большой производительности. Преимуществами радиальных центростремительных турбодетандеров являются большие изменения давления и энтальпии в одной ступени. Другое их преимущество состоит в том, что расход газа в данном турбодетандере можно изменять в широких пределах без ухудшения к.п.д. Это достигается за счет регулирования поворотом лопаток соплового направляющего аппарата (что часто делается в небольших авиационных турбинах). Такая возможность изменения характеристик турбодетандера является весьма желательной, так как позволяет компенсировать неточность расчета и изменение условий работы. [c.78]

Детандеры бывают поршневые и турбинные. При расширении в детандере газ производит внешнюю работу за счет уменьшения его внутренней энергии, что приводит (при отсутствии подвода тепла извне) к значительному понижению его температуры. Чем большую работу производит газ при расширении, т. е. чем больше разность между начальным и конечным давлением газа, тем сильнее он охлаждается. Например, при снижении давления в детандере от 10 до 1 ат температура воздуха понижается от +30 до —83° С, а при уменьшении давления от 100 до 1 ат соответственно от +30 до —126° С. [c.64]

В зависимости от условий работы применяют детандеры поршневого типа (для начальных давлений от 20 до 2—1,2 (от 200 до 20— 12 ат) и сравнительно небольших количеств газа] и турбинного типа [для начальных давлений с 1,2—0,4 Мн/м (12—4 ат) и больших количеств газа]. [c.37]

Несмотря на сходство с газовым двигателем (поршневым или турбинным), детандер принципиально отличается от него. Назначение двигателя— дать максимально возможное количество работы назначение детандера — максимально снизить температуру рабочего тела, а получение работы является второстепенной задачей. Приток тепла извне в процессе расширения приводит к увеличению количества работы, но при этом снижается эффект охлаждения. [c.38]

Детандеры (поршневые и турбинные — турбодетандеры) служат для охлаждения воздуха или других газов при их адиабатном расширении с отдачей внешней работы их применяют только в технике низких температур и разделения газовых смесей (в частности, воздуха) методом низкотемпературной ректификации. [c.128]

Механические потери в турбодетандерах вследствие большой плотности газа имеют существенное значение. Акад. П. Л. Капица показал [28], что потери на трение ротора в турбодетандерах во много раз больше, чем, например, в паровых турбинах. Эти потери снижаются с уменьшением диаметра ротора. Выделяющееся тепло трения так же, как и в результате гидравлических потерь, уменьшает охлаждающий эффект детандера. [c.151]

При расширении сжатого газа, как правило, понижается его температура. Расширение газа можно осуществлять двумя путями а) без отдачи внешней работ ы—дросселированием, т. е. пропусканием сжатого газа через отверстие вентиля б) с отдачей внешней работ ы—расширением газа в цилиндре поршневого двигателя (детандера) или в каналах направляющего аппарата и лопатках рабочего колеса турбины (турбодетандера). Рассмотрим эти процессы более подробно. [c.47]

В конце тридцатых годов советский физик академик П. Л. Капица предложил использовать в качестве детандера турбину. Идея — не новая, ее еще в конце прошлого века выска.зывал Дж. Рэлей, но к.п.д. докапицынских турбин для ожижения воздуха был невысок. Поэтому небольшие турбодетандеры лишь выполняли кое-какую подсобную работу при поршневых детандерах. [c.138]

Станции технологического кислорода, часовая производительность которых достигает нескольких тысяч кубических метров кислорода, оанащены мощным быстроходным оборудованием, значительно отличающимся от оборудования, установленного на станциях технического (автогенного) кислорода. Для сжатия больших масс воздуха вместо поршневых компрессоров широкое применение получили турбокомпрессоры. Блоки разделения воздуха также имеют значительные конструктивные особенности. В качестве теплообменных аппаратов использованы регенераторы, служащие одновременно для очистки воздуха от углекислоты и его сушки. Вместо поршневых детандеров широко применены детандеры турбинного типа. Для сжатия кислорода служат поршневые компрессоры большой мощности и турбокомпрессоры. [c.56]

К компрессорам относятся также детандеры — поршневые или турбинные машины для охлаждения газа в результате его расш ирения с совершением внеш ней работы. Они используются главным образом в установках для сжижения и разделения газов. [c.21]

Применение газотурбинного привода позволяет использовать тепло выхлопных газов турбины (около 400°СЗ. Если охлаждение газа перед компрессорами по каким-либо причинам нерационально, то может использоваться вариант предполагающий подогрев газа пред детандером до 200-280ОС. При зтом температура [c.156]

Детандер выполняют в виде одноступенчатой поршневой машииы, а для расширения под давлением до 6 ати больших количеств газа— в виде одноколесной турбины (турбодетандер). Работа, развиваемая детандером, может быть исполы1ована для производства энергии или сжатия части газа. [c.742]

На установках малой (и отчасти средней) производительности устанавливают поршневые детандеры, здесь не описываемые. Агрегаты большой производительности оснащены турбоде-тандерами, принцип действия которых подобен принципу действия паровых турбин. Энергия детандера используется для Привода электродвигателя, работающего в режиме генератора. [c.67]

Регенеративный цикл Капицы с изоэнтропическим расширением газа особенно эффективен в том случае, когда в результате разделения газовой смеси должны быть получены газообразные компоненты, а установка имеет большую производительность. Отличительной аппаратурно-технологической особенностью установки Капицы является низкое избыточное давление (для воздуха 0,5—0,6 МПа) и применение турбинных машин (комнрессора и детандера). [c.208]

Как известно, для получения низких температур в технике применяются два метода дросселирование предварительно сжатого газа (использование эффекта Джоуля-Томсона) и детандирова-ние — расширение сжатого газа в специальной расширительной машине поршневого или турбинного типа, называемой детандером. Рассмотрим кратко циклы, основанные на этих методах. [c.81]

РАСШИРЕНИЕ ГАЗОВ — увеличение уд. объема, газа, достигаемое обычно снижением его давления. Р. г. производится в дроссельных приборах и в расширительных машинах. Последние предназначаются либо только для получения механич. энергии (турбины, пневмодвигатели), либо для одновременного получения энергии и холода (детандеры). Р. г. в детандерах является наиболее эффективным способом их охлаждения. Максимальное охлаждение газа при его расширении от начального состояния (давление Р и темп-ра Г ) до конечного давления Рц возможно при адиабатном (изоэнтропийном) про- цессе (<5внешн.=0 6 = onst). При этом конечная темп-ра газа (идеального) [c.262]

Перед первым пуском турбодетандера тщательно продувают подводящие трубопроводы, чтобы предотвратить попадание окалины, кусков припоя и сварочного грата на лопатки турбины. Проверяют исправность фильтров перед детандерами и при необходимости устанавливают на них временно дополнительные матерчатые фильтры из бязи или шинельного сукна. Проверяют наличие масла в баке смазочной системы, прокачивают масло с пог.гощью пускового маслонасоса, контролируя давление масла, которое должно быть не менее 0,15 МПа. Во время пробного пуска турбодетандера проверяют работу основного насоса смазочной системы. Проверяют действие предохранительной заслонки, отключающей подачу воздуха в турбодетандер при внезапном прекращении подачи тока к электрогенератору. На детандерах, имеющих демпферные устройства, проверяют наличие масла в демпфере. [c.87]

Рекуперационная турбина (детандер) Количество газа, проходящего через детандер при 0° С и 760 мм рт. ст. м 1мин......... 288 270 167 167 [c.226]