Коэффициент ожижения

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)

Коэффициент ожижения цикла [c.47]

Если в газообразном водороде содержится примерно 0,5 объемн. % N2 и коэффициент ожижения равен 25%, то при получении 1 л жидкого водорода (для этого необходимо пропустить через установку 3,14 л газообразного Нг) выпадает около 20 г твердого N2. При ожижении 10 л Нг в установке может накопиться 100—200 сл твердых примесей [77]. Этого количества достаточно, чтобы забились небольшие сечения трубок теплообменников и вентилей. [c.55]

Для получения параводорода в сборнике жидкого водорода ожижителя размещен катализатор — гидрат окиси железа. На установке возможно получение 95%-ного параводорода. Коэффициент ожижения в этом случае составляет 15% (при получении нормального водорода он равен 24,5% при температуре предварительного охлаждения 66°К). Расход азота для предварительного охлаждения равен 340—360 л/ч. [c.84]

В формуле (2.6) учтено, что 5 = Sf и = 1 . Для характеристики процесса вводят коэффициент ожижения х, который характеризует часть охлажденного продукта — рабочего тела, выводимого из цикла в виде жидкости. [c.53]

Энергетический баланс процесса с рядом противоточно работающих ступеней и внешним охлаждением рабочего тела низкокипящей жидкостью для последующего ожижительного цикла можно составить, исходя из схем, представленных на рис. 2.5 и 2.6. Низкокипящую жидкость (см. разд. 4.4.1) получают в отдельном цикле. В каждой ступени ожижительного цикла имеются прямой и обратный потоки рабочего тела. При прямом потоке рабочее тело поступает (рис. 2.5), например, на первую ступень в точке 2 (Т , Р , а) для изобарного охлаждения обратным потоком рабочего тела и за счет испарения низкокипящей жидкости сначала до и далее до Т . Соответственно изменяется энтропия от до 5з и 8 . На рис. 2.5 и 2.6 представлена только паровая область диаграммы, т. е. на данной ступени при введении исходного вещества с массой N1 коэффициент ожижения и = 0. Ожижение наступит далее, уже на другой ступени — заключительном этапе охлаждения. Обратный поток массы рабочего тела составит N1 (1 — к) или (1 — к), если Л/ = 1. На последующей, второй, ступени прямой поток вещества охладится еще на некоторую величину Д7, а обратный поток при этом нагреется до температуры Т ,, т. е. разность температур уходящего (прямого) и входящего (обратного) потока составит АТ ,. Аналогично на теплом (верхнем) конце системы возникает разность температур вследствие неполноты рекуперации теплоты. Энтальпию вводимой на испарение массы N0 низкокипящей жидкости обозначим уходящего пара этой жидкости — (7. Для компенсации потерь теплоты на необратимость в системе с рабочим телом вводится некоторое количество теплоты N 01. Итак, на ступень с различными теплоносителями вводят (приход) четыре потока теплоносителей с разными энтальпиями, а отводят (расход) три потока [c.59]

Проведены испытания опытной установки сжижения природного газа, использующей вихревой охладитель конструкции В.Е.Финько [13,14]. При давлении исходного газа 7,5 МПа достигался коэффициент ожижения 0,12. Минимальное входное давление, обеспечивающее функционирование установки, составляет 2,4 МПа. [c.9]

Коэффициент ожижения по формуле (53) [c.49]

Рис. 61. Зависимость коэффициента ожижения неона от давления

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]

Помимо величины коэффициента ожижения, важной характеристикой цикла является затрата работы . В общем случае величина L может быть опре- [c.52]

Для решения уравнения (80) необходимо иметь зависимость коэффициента ожижения от отношения давлений х f (а), а также величину = (р (а). Зависимость х = f а) в общем виде представлена уравнением (53). Для сложных схем это выражение весьма громоздко и трудоемко для расчетов. Приближенное значение ст может быть получено, если принять не зависящими от давления члены, учитывающие потери q z и 2 у,-. [c.59]

Ступень с дросселированием. Рассмотрим нижнюю ступень цикла, на которой весь поток дросселируется до конечного давления р1. Коэффициент ожижения этой ступени в соответствии с формулой (41) [c.61]

Для ожижения И. этим методом необходимо иметь температуру 4 < (Г , = 204,6" К). Чем ниже температура предварительного охлаждения Т , тем выше коэффициент ожижения х и, следовательно, экономичность цикла. [c.104]

Рис. 48. Схема (а) ожижения водорода методом дросселирования и зависимость (б) коэффициента ожижения от давления и температуры предварительного охлаждения

Вычисляя коэффициент ожижения, необходимо учесть соответствующее значение <7 в результате уравненне (41) теплового баланса дроссельной ступени преобразуется [c.110]

Эти формулы позволяют количественно учесть влияние конверсии на коэффициент ожижения и расход охлаждающей жидкости. [c.111]

Установка имеет коэффициент ожижения 24,5% при температуре в азотной ванне 66° К и недорекуперации на этом уровне tf = 2 град. Производительность по нормальному водороду 320 л1ч при расходе азота 360 л ч. Производительность при получении 95% параводорода 230 л ч при расходе азота 340 л ч. [c.123]

Для расчета этой схемы необходимо определить коэффициент ожижения X, количества азота и водорода Оы, и Она, а также расход энергии I. Расчет следует вести по зонам, предварительно приняв значения температур на каждой ступени, а также задавшись потерями 3 и недорекуперациями. [c.141]

Пример. Рассчитать гелиевый ожижитель производительностью 80 лЫ, работающий по циклу с предварительным охлаждением жидким азотом, расширением в двух детандерах и дросселированием (см. рис. 75). Определить коэффициент ожижения х потоки в детандеры Д, и количество азота 0 температуры во всех точках цикла расход энергии I Мдж[л. [c.157]

Определение потоков в таком цикле также базируется на ис- ходных соотношениях (39)—(41), хотя несколько усложняется из-за наличия комбинированной гелиево-водородной схемы. Коэффициент ожижения X и количество вакуумного водорода (Зн в находится по формулам (137) и (138) с учетом соответствующего изменения индексов. [c.143]

Одними ИЗ наиболее крупных гелиевых ожижителей являются ожижители фирмы А. Д. Литтл производительностью до 120 л ч жидкого гелия. Установки работают по циклу с азотным охлаждением, двумя детандерами и дросселированием, коэффициента ожижения 9%. Основные особенности этих ожижителей — применение компрессоров без смазки использование пластинчаторебристых алюминиевых теплообменников применение порошково-вакуумной изоляции и высоковакуумной изоляции для самой нижней зоны. Детандеры расположены в отдельных кожухах вне блока теплообменников, что облегчает к ним доступ. Пуск такой установки продолжается 16—20 ч без применения азота производительность уменьшается в 2,5— 3 раза. [c.170]

На рис. 79 по оси ординат отложен не коэффициент ожижения в обычном понимании этого термина, а выход жидкости в про- [c.152]

Определить коэффициент ожижения х потоки 0 , 0 , расход [c.154]

При учете потерь давлений коэффициент ожижения будет несколько ниже, а расход энергии больше. [c.160]

Рассмотренный цикл является наиболее экономичным из всех циклов для сжижения воздуха и продуктов его разделения. Расход энергии на получение 1 кг жидкого воздуха составляет примерно 4 МДж, а выход жидкого воздуха по отношению к количеству сжимаемого газа в компрессоре, т. е. коэффициент ожижения, достигает 16—18%. [c.99]

Если ввести таким образом величину из выражения (154) в формулу (41), определяющую количество жидкости в цикле с простым дросселированием, то получим, что коэффициент ожижения этого цикла, применительно к ожижению азота, становится равен нулю уже при Ег = 86% (без учета 3). Ясно, что только при высоких значениях можно обеспечить достаточную эффективность цикла. К. п. д. теплообменников, применяемых в криогенных системах, обычно составляет 92—97%. [c.190]

Использование в этом цикле жидкого азота позволяет иметь температуру перед дроссельной ступенью ниже температуры инверсии для водорода (Г нв = 204,6 К), следовательно, дросселирование газа будет сопровождаться снижением его температуры. Чем ниже температура предварительного охлаждения, тем выше коэффициент ожижения, т. е. доля ожижаемого газа после дросселя и, следовательно, тем выше экономичность цикла. [c.99]

Величина коэффициента ожижения зависит не только от температуры предварительного охлаждения, но и от давления газа после компрессора (рис. 35, б). Оптимальное его значение 12—15 МПа. Чтобы снизить температуру кипения жидкого азота в ванне 5, применяется откачка его паров вакуумным насосом 3. На практике минимальная температура кипения азота обычно составляет 65 К- Суммарный расход энергии на каждый литр жидкого водорода в ожижителях такого типа составляет 13— 16 МДж/л. [c.99]

Коэффициент ожижения для такого аппарата при температуре предварительного охлаждения (жидкий азот под атмосферным давлением) 69 °К составляет 16—207о-Для работы ожижителя необходим постоянный поток газа 5 [78]. Водородный ожижитель производительностью 20 л/ч жидкого водорода показан на рис. 24 [78]. [c.69]

Из уравнений (47) и дополнительного уравнения материального баланса можно найти коэффициент ожижения х, а также все потоки 61 и Ос. Наиболее просто задача решается при использовании внешних источников охлаждения в этом случае величина Qt = Qвн не связана с основным потоком цикла С,- и легко определяется по формуле (44). При наличии внутренних источников охлаждения холодопроизводящий поток 0 составляет долю основного потока С,, что усложняет решение. [c.46]

Цикл двух давлений (рис. 51). Применение дополнительной ступени охлаждения путем дросселирования до промежуточного давления повышает эффективность цикла сравнительно с простым дросселированием. Поток водорода высокого давления проходит теплообменники /, //, /// и дросселируется до промежуточного давления в сосуд fV. Небольшое количество водорода охлаждается в теплообменнике V и дросселируется в сборник жидкости Vi, остальной водород из сосуда /V возвращается через теп-лооб.менники в компрессор при промежуточном давлении. Работа сжатия в компрессоре существенно уменьшается и, несмотря на некоторое уменьшение коэффициента ожижения, удельный расход энергии снижается. Данная схема отличается от аналогичной для ожижения воздуха включением промежуточного теплообменника V. Минимальный расход энергии (рис. 51, б) имеет место при промежуточном давлении, равном примерно половине высокого давления. Увеличение высокого давления свыше 8,0 Мн/м не изменяет характеристики цикла, при этом величина промежуточного давления влияет мало. При производстве параводорода (штриховая кривая) расход энергии увеличивается на 25%. Расчет цикла ведется по уравнениям (39), (40), (41), при этом необходимо учесть в уравнении (39) циркуляционный поток промежуточного давления на верхней ступени. [c.113]

Схема ожижения неона методом дросселирования такая же, как и для водорода (см. рис. 48). Источником предварительного охлаждения может служить, например, жидкий метан (Ткип 112 К) однако наиболее целесообразен жидкий азот, обеспечивающий более низкие температуры. Коэффициент ожижения такого цикла вычисляется по 4 рмуле [c.129]

При вычислении х теплоприток из окружающей среды не учитывался, а потеря от недорекуперации = Ср определялась при = Зград. Из рис. 61 следует, что при использовании жидкого азота коэффициент ожижения весьма высок, а применение азота, кипящего под вакуумом Ты = 65° К), позволяет увеличить X на 60—70% пропорционально сокращаются и энергетические затраты. При таких температурах предварительного охлаждения давление инверсии неона выше 20 Мн м -, однако практически целесообразным может быть принято давление —20 Мн1м . [c.131]

Применение неона в низкотемпературных циклах хотя и ограничено, однако число криогенных систем, использующих неон, все время увеличивается. Неон удобен в качестве источника холода для конденсации водорода, поскольку температура его кипения 27,2° К, ниже критической температуры водорода, равной 33,2° К. Первая неоновая криогенная система была практически осуществлена Худом и Грилли в Лос-Аламосской лаборатории в 1952 г. В этой системе осуществлялась конденсация водорода при давлении 0,65 Мн1м жидким неоном, кипящим при атмосферном давлении. Циркулирующий в замкнутом цикле неон (чистотой 95%) ожи-жался путем дросселирования при температуре предварительного охлаждения 71° К и давлении 14,0—17,0 Мн1м . Коэффициент ожижения составлял 20%. [c.131]

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]

Цикл Коллинса (рис. 74) включает азотное предварительное охлаждение, три ступени с детандерами и дросселирование. Естественно, что такого рода сложные схемы целесообразны лишь для крупных ожижителей, где вопросы экономичности и термодинамической эффективности начинают играть существенную роль. При расчете этой схемы коэффициент ожижения х и потоки в три детандера О2 и Оз определяются совместным решением системы уравнений вида (41) и (42). Количество азота находится после определения х по формуле (39). [c.147]

При создании ожижителей на базе ГХМ необходимо решить в первую очередь вопросы надежности и эффективности многоступенчатых ГХМ, обеспечивающих необходимую холодопроизводительность на заданных уровнях температур и высокоэффективный теплообмен между потоком ожижаемого гелия и газом, циркулирующим в ГХМ, Предназначенные для этой цели теплообменники должны обеспечивать малую разность температур между потоками при незначительной потере давления. В трехступенчатом тепловом насосе для этой цели применены теплообменники новой конструкции (из чередующихся дисков с отверстиями, по которым проходит поток газа). Для уменьшения осевой теплопроводности между дисками расположены проставочные кольца из нержавеющей стали. Встречный поток проходит по периферии дисков. При расчете циклов, использующих ГХМ, следует определить ко.эф-фициент ожижения х и тепловые нагрузки ГХМна каждой ступени, необходимые для охлаждения ожижаемой доли гелия и покрытия потерь холода. В этих циклах весь поток, идущий из компрессрра, поступает на дросселирование, поэтому коэффициент ожижения непосредственно определяется по формуле (41), где дроссельэффект Аг т- вычисляется при температуре охлаждения на нижней ступени ГХМ. Тепловые нагрузки отдельных ступеней ГХМ определяются из уравнения (39). [c.150]

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

При работе установки только на получение жидкого водорода коэффициент ожижения ([c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология