Расход энергии в цикле с детандером

Для получения газообразных кислорода и азота в установках большой производительности широко применяют, как наиболее экономичные, цикл с двукратным дросселированием воздуха и аммиачным охлаждением, а также цикл среднего давления с детандером (цикл Клода), в которых расход энергии может быть приблизительно 0,7—0,8 квт ч/м кислорода, В установках производительностью не более 100 м"1ч кислорода используют, несмотря на относительно высокий расход энергии, цикл с однократным дросселированием, отличающийся несложным оборудованием и простотой обслуживания. [c.677]

На рис. 15 приведена зависимость удельного расхода энергии на ожижение водорода от величины давления для различных циклов. Сопоставление кривых позволяет оценить относительную эффективность циклов. В расчетах учтен расход энергии для предварительного охлаждения. Кроме того, принято величина недорекуперации Д1=1°С, адиабатический к. п. д. детандера Т1 = 0,8. [c.47]

Сравнение энергетических показателей циклов глубокого охлаждения можио осуществить лишь применительно к конкретному случаю сжижения того или иного газа. Установлено, что в настоящее время относительно наиболее экономичным циклом для получения жидких воздуха и кислорода является цикл высокого давления (цикл Гейландта). Поэтому для производства жидкого кислорода теперь используются преимущественно установки высокого давления (р = 19,62 н/л или 200 ат) с поршневым детандером, в которых удельный расход энергии составляет практически 1,2—1,4 кет ч/кг жидкого кислорода. [c.677]

Установки низкого давления (цикл Капицы) менее экономичны по расходу энергии, но не требуют, как установки высокого давления, очистки воздуха от двуокиси углерода и позволяют получать жидкий кислород, не загрязненный маслом (как это бывает в случае применения поршневых компрессоров и детандеров). Вместе с тем с помощью регенераторов не удается получить достаточно чистые продукты разделения. Поэтому получаемый кислород используется главным образом для технических целей. [c.677]

В идеальном цикле работа, затраченная в насосе, равна механической энергии, вырабатываемой детандерами. Это объясняется тем, что объемный расход раствора через насос равен сумме объемных расходов рабочего агента и абсорбента через детандеры, а перепады давлений рабочего тела в детандерах одинаковы и равны по абсолютному значению повышению давления раствора в насосе. [c.110]

Расход энергии в зависимости от давления и температуры входа в детандер виден из рис. 52, б. Понижение температуры входа в детандер уменьшает расход энергии увеличение давления свыше 5,0—6,0 Мн/м влияет мало. Область под штриховой кривой относится к зоне влажного пара. Хотя применение детандера существенно улучшает экономичность ожижителей, однако оно целесообразно только в крупных установках, так как приводит к усложнению схемы и уменьшению надежности. Расчет этого цикла ведется по уравнениям (39), (41) и (42). [c.115]

Сопоставим рассмотренные в этом параграфе циклы (рис., 54) по принятым ранее параметрам с учетом расхода энергии на предварительное охлаждение (получаемый продукт 95%-ный параводород). График не дает точных значений расхода энергии для реальных условий, но наглядно характеризует относительную эффективность циклов. Наиболее экономична схема с детандером при простом дросселировании расход энергии на 50 % выше, в конденсационном цикле на 25%, а в цикле двух давлений — на 20% выше. Цикл с детандером и цикл двух давлений с детандером имеют примерно одинаковые показатели. [c.116]

ЦИКЛОВ. Обязательно следует также учитывать простоту, первоначальную стоимость, эксплуатационные расходы и надежность установки. С этих позиций серьезного внимания заслуживает цикл двух давлений он сравнительно прост и надежен при умеренном расходе энергии. Для крупных ожижителей может быть рекомендован цикл двух давлений с детандером. При выходе детандера из строя эта система может функционировать по схеме двух давлений с дросселированием. Таким образом, работоспособность установки сохраняется при несколько меньшей производительности. Помимо рассмотренных схем, могут быть и другие варианты циклов для ожижения водорода. [c.117]

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]

Из диаграммы Г—-5 видно, что при расширении газа в детандере достигается заметно больший эффект охлаждения, чем при дросселировании. Кроме того, отдача внешней работы детандером должна привести к уменьшению общего расхода энергии на цикл, в котором необходимо затрачивать работу на сжатие га . [c.653]

Циклы с расширением газа в детандере более экономичны, чем циклы, основанные на эффекте дросселирования. Однако наиболее экономичными являются комбинированные циклы глубокого охлаждения, позволяющие осуществлять сжижение газа с наименьшим расходом энергии. [c.665]

Как видно из рис. 32, удельный расход энергии сравнительно мало зависит от давления. Это характерная особенность цикла с водородом по сравнению, например, с тем же циклом, работающим с воздухом. Связано это главным образом с тем, что с ростом давления уменьшается доля водорода М, которая по условиям теплообмена (вследствие специфики поведения теплоемкости сжатого водорода) может быть направлена в детандер. [c.85]

Как показали расчеты, при применении для компенсации потерь холода на водородном уровне более эффективных холодильных циклов, например циклов с детандерами, расход энергии можно снизить на 15—25%. [c.90]

При производстве жидких азота и кислорода по циклу низкого давления с турбодетандером наблюдается повышенный расход энергии. Однако по мере увеличения производительности установок, а также в связи с ростом к. п. д. машин и снижением удельных потерь холода процесс сжижения по циклу П. Л. Капицы приближается по энергетическим показателям к процессу сжижения по циклу высокого давления с детандером. Существенное улучшение энергетических показателей процессов сжижения здесь может быть достигнуто некоторым повышением давления (до 1,2—1,6 МН/м ). [c.116]

Из рисунка видно, что по расходу энергии наиболее экономичными являются циклы с детандерами (кривые [c.60]

Цикл с расширением воздуха в детандере и предварительным охлаждением. Для уменьшения расхода энергии в циклах глубокого охлаждения необходимо, комбинируя отдельные процессы, создать цикл с возможно малой необратимостью, который в то же время был бы достаточно простым, чтобы внедрить его в производство. Малой [c.25]

РАСХОД ЭНЕРГИИ В ЦИКЛЕ С ДЕТАНДЕРОМ [c.132]

Расход энергии в цикле с детандером определяется работой, затрачиваемой на компрессор. В случае, если работа детандера возвращается обратно на вал компрессора, из общего расхода энергии вычитается эффективная работа детандера. [c.132]

Пример 20. Определить количество жидкого воздуха и расход энергии в цикле высокого давления с детандером при следующих условиях давление воздуха р = = 2J0 ama начальная температура / = 30°С расширение воздуха происходит до 7 ama-, к. п. д. детандера г)п = 0,77 изотермический к. п. д. компрессора = 0,59 [c.139]

Рис. 2-43. Изменение коэффициента сжижения и расхода энергии в цикле высокого давления с детандером в зависимости от температуры детандерного воздуха.

Пример 22. Определить количество жидкого воздуха и расход энергии в цикле среднего давления с детандером при давлении рг = 60 ата при условии получения в конце расширения воздуха в детандере сухого насыщенного пара. [c.143]

Пример 24. Определить количество жидкого воздуха и расход энергии в цикле с циркуляцией детандерного воздуха при следующих условиях конечное давление Рз = 200 ата промежуточное давление р% = 10 ата разность на теплом конце теплообменника = 10 С потеря холода в окружающую среду <7з = 2 ккал/л к. п. д. детандера -i)n = 0,75 начальная температура воздуха / = 30° С. [c.156]

Комбинированный цикл с высоким и промежуточным давлением, детандером, поставленным на промежуточном давлении, и аммиачным охлаждением значительно выгоднее цикла высокого давления с детандером. Расход энергии для получения жидкого воздуха сокращается на 30%. [c.160]

Рис. 2-68. Характеристика комбинированного цикла е детандером и аммиачным охлаждением. Коэффициент сжижения X и расход энергии Л при различных к. п. д. детандера в зависимости от конечного давления.

Применение холодильного цикла с циркуляцией детандерного воздуха и аммиачным охлаждением позволит сократить расход энергии в установках коксового газа на 21—22% в азотных установках с детандером и аммиачным охлаждением на 12—13%- [c.164]

Коэффициент сжижения в цикле с трехкаскадным расширением воздуха в детандерах колеблется от 0,1 до 0,11. Расход энергии для получения жидкого воздуха составляет N =0,95—1 квт-ч при адиабатическом к. п. д. турбодетаидеров т1о = 0,8. [c.165]

Как видно, по расходу энергии наиболее экбномич-ным является цикл с детандером (кривая 5), а наименее [c.47]

Применение пяти ступеней каскада (последние его ступени — охлаждение за счет расширения в дроссельном вентиле и детандере) для водородного холодильного цикла обеспечивает высокую экономичность установки. При полной нагрузке расход энергии составляет 20 квт-ч1кг жидкого водорода. Пусковой период низкотемпературного оборудования установки сравнительно небольшой. Жидкий водород в ожижителе образуется через 12 ч после пуска водородных компрессоров. [c.87]

МПа), а также тем, что газ направляется в детандер тут же после водяного холодильника компрессора. Диаграмма Т—5 этого цикла приведена на рис. ХУЬЛ, в, где —5 — политропа расширения газа в детандере. Ценой усложнения установки, вызванного повышением рабочего давления, достигается некоторое уменьшение на 10%) удельного расхода энергии. [c.750]

Удельный расход энергии составляет 1,0—1,2 квт-ч1кг, т. е. он находится на уровне крупных ожижительных установок. Сопоставим циклы машины Филипс с обычным газовым циклом (см. рис. 26, г). Как видно, конструкторам ГХМ удалось внутри поршневой машины, выполняющей последовательно функции компрессора й детандера, разместить три теплообменных аппарата холодильник, регенератор и теплообменник нагрузки. Все элементы ГХМ имеют высокий к. п. д. термодинамический к. п. д. машины Филипс составляет т)J. = 30- -33%. Действительная холодопроизводительность машины Филипс [c.75]

Сжижение водорода достигается обычно многоступенчатым охлаждение.м в каскадных установках, для которых расход энергии меньше, чем в других. По для ожижения водорода могут использоваться различные холодильные циклы, основанные как на эффекте дроссе.лирования (эффект Джоуля — Томпсона), так и на расширении водорода с производством внеииюй работы в расширительной машине-детандере. При этом должны учитываться некоторые специфические свойства водорода, а именно 1, В отличие от др.угнх газов водород при обычной температуре имеет отрицательный дроссе.,1ь-эффект, т. е. при расширении нагревается. Для получения положительного дроссель-эффекта сжатый водород должен быть предварительно охлажден до температуры ниже температуры инверсии (около 200 К). Это обычно достигается охлаждением до температуры ниже 80 К испаряющимся жидким азотом (в специальных теплообменниках) [c.95]

Определить расход энергии на 1 кг жидкого воздуха в цикле Гейландта при сжатии воздуха до 200 ат и давлении после детандера 8 ат. Ж = 0,5. Общие потери холода 3,5 ккaл кг. Начальная температура - -30°. [c.341]

Приведенный теоретический расчет расхода энергии и холодопро- изводительности цикла Клода страдает некоторой условностью из-за затруднительности определения расчетом теплоперепада в детандере. [c.661]

Воздухоразделительные установки высокого давления с детандером предназначены для получения жидкого кислорода и азота. В схемах современны.х установок этого типа предусмотрено получение сырого аргона, а в некоторы.ч случаях и неоно-гелиевой смеси. Установки высокого давления с детандеро.м более экономичны по сравнению с установками для получения жидкого кислорода, работающими по циклу низкого давления, т. е. удельный расход энергии на получение 1 кг жидкого кислорода значительно ниже. Применение поршневых детандеров н компрессоров в установках высокого давления может привести к попаданию масла, применяющегося для смазывания цилиндров этих машин, в воздухоразделительный аппарат. Этот недостаток можно устранить заменой поршневого детандера турбодетандером и включением в схему установки блоков адсорбционной осушки или комплексной очистки воздуха. Наличие в этих установках машин, аппаратов и трубопроводов высокого давления усложняет обслуживание и ре.монт оборудования. Принципиальная технологическая схема установки высокого давления с детаиде-ро.м приведена на рис. 36. [c.112]

Пример 25. Определить количество жидкого воздуха и расход энергии в цикле с циркуляцией детандерного воздуха. Давление воздула pg 20U ama р2=10 ama температура воздуха (ам —45° С разность температур Ai = 10° С потеря холода в окружающую среду <7з = 2 ккал/м к. п. д. детандера t n = 0,7 температура воздуха, поступающего в компрессор, t = 30° С. [c.158]

При постановке турбодстандеров на обратном потоке цикл с каскадным расширением может быть применен для получения жидкого кислорода, но при этом экономичность цикла понижается, расход энергии несколько увеличивается. Установка в целом является очень громоздкой и значительно уступает установкам с комбинированным циклом глубокого охлаждения, а также установкам высокого давления с детандером. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология