Холодопроизводительность цикла высокого давления с детандером

Холодопроизводительность цикла высокого давления с детандером представляет собой сумму 1) холодопроизводительности, полученной на счет изотермического дроссельного эффекта,— и 2) холодопроизводительности, полученной за счет адиабатического расширения воздуха в детандере с отдачей внешней работы,— (1 —М) т. е. [c.134]

При реализации в установке холодильных циклов высокого давления с дросселированием или циклов высокого и среднего давления с детандером расход перерабатываемого I воздуха Gb = G , а давление сжатого воздуха определяется заданной холодопроизводительностью. При использовании цикла низкого давления с детандером только часть перерабатываемого воздуха может подаваться на разделение. Остальная часть поступает в детандер на расширение (см. рис. 83). При этом давление сжатого воздуха определяют из условия работы узла ректификации по выражениям (85) и (86), а его суммарный расход — из условия обеспечения заданной холодопроизводительности. Термодинамический расчет холодильного цикла выполняют по известным в. криогенной технике методикам. [c.211]

Из рис. 32 также видно, что в цикле высокого давления с поршневым детандером в общую холодопроизводительность существенный вклад вносится эффектом дросселирования. К. п. д. цикла с поршневым детандером по отношению к циклу Карно равен [c.85]

Холодопроизводительность и тепловой баланс цикла высокого давления с расширением газа в детандере, КПД детандера. Если бы в цикле дросселировалось все количество воздуха от р< до рх, то, как и в цикле с однократным дросселированием, холодопроизводительность — 2. Однако часть воздуха (1—М) кг расширяется в детандере, и получается дополнительный холод за счет совершения внешней работы, равной (1 — М) <7д, где (/д = 2 — 7. Следовательно, обш,ая холодопроизводительность цикла [c.21]

Для получения жидких продуктов применяют установки одного или двух давлений. В установках одного давления (рис. 66) для получения жидкого кислорода и получения холода подается один поток воздуха от компрессора. В установках двух давлений для увеличения холодопроизводительности применяют дополнительный воздушный или циркуляционный азотный цикл. Холодопроизводительность установки, а также выход жидкого продукта в основном зависят от давления воздуха перед блоком разделения. Холодопроизводительность установки высокого давления такова, что почти весь кислород, содержащийся в воздухе, выдается в жидком виде. От давления воздуха на входе в блок зависят количество детандеров в установке, способ очистки воздуха от двуокиси углерода и влаги (в установках низкого давления вымораживанием на насадке регенераторов среднего и высокого давления — химическим и адсорбционным методом), тип применяемых машин. [c.57]

В цикле высокого давления с детандером при увеличении недорекуперации увеличивается коэффициент р и, следовательно, количество воздуха, пропускаемого через детандер, увеличивается, что влечет за собой возрастание общей холодопроизводительности установки. Одновременно с этим увеличиваются и холодопотери. Пока увеличение холодопроизводительности, связанное с недорекуперацией, превышает возрастание холодопотерь, целесообразно иметь более высокую разность температур на теплом конце теплообменника. [c.141]

В случае постановки предварительного теплообменника в цикле высокого давления с детандером температура воздуха перед детандером понижается, и через детандер можно пропускать большее количество воздуха. Одновременно при понижении температуры воздуха перед детандером уменьшается адиабатический теплоперепад. Холодопроизводительность цикла при понижении температуры воздуха перед детандером сначала увеличивается, достигает максимума, а затем начинает быстро падать. [c.142]

Пусковая холодопроизводительность цикла в установках для получения газообразных продуктов разделения воздуха примерно в два раза выше рабочей, для чего в циклах высокого давления, среднего давления с детандером, двух давлений с поршневым детандером повышают избыточное давление воздуха при пуске до 200 кГ/ш и увеличивают нагрузку детандера в цикле двух давлений с аммиачным охлаждением увеличивают количество воздуха высокого давления и нагрузку на турбодетандер в цикле низкого давления включают второй (пусковой) турбодетандер. [c.188]

Относительно большая холодопроизводительность при высоких давлениях может быть использована в воздухоразделительных установках двух давлений. Такое решение реализовано, например, в установках КГ-ЗОО-М и КТ-1000 и будет подробнее рассмотрено далее. Следует отметить, что в установке двух давлений, согласно сказанному выше, возможно путем соответствующего построения материально-теплового баланса уменьшить обратный поток в холодильном цикле и за счет этого увеличить отвод в детандер, а следовательно, и холодопроизводительность цикла. [c.72]

Уменьшение расхода энергии по сравнению со схемой двух давлений с предварительным аммиачным охлаждением достигается в основном за счет более высокой эффективности холодильного цикла с детандером по сравнению с холодильным циклом с предварительным аммиачным охлаждением. Кроме того, существенную роль в понижении расхода энергии играет сближение температур на холодном конце регенераторов и увеличение обратного потока в этих аппаратах по сравнению с прямым. При этом обратный поток в основном теплообменнике уменьшается, а следовательно, уменьшается количество воздуха высокого давления, поступающего в основной теплообменник, увеличивается количество воздуха, поступающего в детандер, и холодопроизводительность воздуха высокого давления. [c.167]

При получении жидких продуктов разделения необходима больщая холодопроизводительность цикла и поэтому, как правило, применяют цикл высокого давления с поршневым детандером. Для этих же целей применяют и цикл низкого давления с турбодетандером (установка ТК-2000, разработанная акад. Капицей П. Л.), а также циклы с циркуляцией воздуха или азота высокого или низкого давлений, но при этом удельный расход энергии повышается. [c.7]

На рис. 32 дана принципиальная схема цикла с поршневым детандером для ожижения водорода. Сжатый до высокого или среднего давления водород после охлаждения в теплообменнике I и ванне с жидким азотол // делится одна часть М направляется в детандер D, другая —в теплообменник III и далее на дросселирование. Холодопроизводительность цикла Q складывается из холода, полученного в детандере, и от дросселирования [c.84]

В то время как холодопроизводительность в цикле с однократным дросселированием зависит только от разницы энтальпий воздуха низкого и высокого давления на теплом конце теплообменника, холодопроизводительность в цикле с детандером зависит [c.129]

В установках большой производительности холодопотери на 1 перерабатываемого воздуха меньше, поэтому в них возможно сжимать до высокого давления не весь перерабатываемый воздух, а только часть его. Холодопроизводительность цикла, получаемая при расширении в детандере только части сжатого воздуха, достаточна для компенсации холодопотерь воздухоразделительного аппарата. Удельный расход энергии на получение кислорода при этом значительно уменьшается. [c.182]

Концентрацию получаемого жидкого кислорода в установках с детандером регулируют изменением холодопроизводительности детандера. Повышение концентрации жидкого кислорода в конденсаторе при одновременном понижении концентрации отходящего азота указывает на недостаточную холодопроизводительность цикла. Большая часть кислорода уходит в виде паров вместе с азотом и понижает его концентрацию. В этом случае следует увеличить подачу воздуха высокого давления в цилиндр детандера, что достигается увеличением хода отсечки наполнения цилиндра детандера. Это следует производить постепенно, так как иначе концентрация кислорода в конденсаторе может снизиться слишком быстро. [c.608]

Показатели по холодопроизводительности и эффективности цикла, как-цикла холодильного, были ограничены конечным давлением расширения в детандере, принятым равным технологическому давлению. Снятие этого ограничения в случае, например, применения данного цикла только как чисто холодильного или для получения жидкого воздуха позволило бы значительно повысить холодопроизводительность при более высокой эффективности. Значительные теплоперепады в области низких давлений и ряд преимуществ работы в этой области давлений реализуются в цикле низкого давления с высокоэффективной расширительной машиной, предложенном П. Д. Капицей для получения жидкого воздуха, а затем и для получения жидкого кислорода (см. главу IV). [c.65]

Сравнение результатов такого сочетания двух детандеров с показателями циклов с одним детандером показывает, что при соответствующем построении процесса теплообмена увеличение холодопроизводительности и эффективности составляет 5—10%, причем оно больше при средних давлениях и меньше при высоких. Небольшой получающийся эффект объясняется тем, что при двух детандерах увеличение количества воздуха, отводимого в один из них, уменьшает возможность отвода в другой или уменьшает располагаемый теплоперепад, а при упомянутом выше ограничении температур большей частью влечет за собой и то и другое. Несколько более выгодным является включение в цикл с детандером на низком температурном уровне промежуточного охлаждения, о чем будет сказано ниже. [c.77]

Если сравнивать данный цикл и цикл с дросселированием и промежуточным охлаждением, улучшение будет заметно меньше — при высоких давлениях, холодопроизводительность примерно на 10% больше, а эффективность на 20%, но при невысоких давлениях улучшение получается весьма значительным, так, при давлении 3,0 Мн м холодопроизводительность и эффективность в данном цикле повышаются примерно в 3 раза. Приведенные выше показатели получены при ограничении процессом ректификации конечного давления расширения в детандере и при относительно низком адиабатическом к. п. д. детандера, который был принят т)аа = 0,70. При повы- шении к. п. д. г ад улучшатся и показатели цикла. [c.59]

В рассмотренных выше регенеративных циклах сближение линий теплообмена при рекуперации холода обратного газа и увеличение холодопроизводительности достигалось или включением промежуточного охлаждения, или отводом части сжатого газа на расширение в детандере. Последнее можно рассматривать как увеличение обратного потока газа по отношению к прямому потоку сжатого газа этого увеличения можно достичь и включением в цикл дополнительной направляемой на расширение ветви газа и под другим давлением. С помощью этой ветви сближение линий теплообмена можно увеличить, применяя несколько детандеров, работающих при относительно небольших перепадах давлений. Для максимального сближения линий теплообмена в каждый детандер следует подавать количество газа в соответствии с изменением теплоемкости сжатого газа с понижением температуры. Схематически построение процесса теплообмена при трех детандерах показано на рис. 54. Характер протекания линий теплообмена иллюстрируется рис. 55, на котором в верхней части выделено охлаждение прямого потока газа высокого давления, в нижней — газа-хладоагента, проходящего через [c.82]

ВЫСОКОЙ температурой кипения наконец, холодильный цикл с детандером, который теоретически позволяет приблизиться к осуществлению фазы изоэнтропийного расширения цикла Карно. Оборудование для сохранения (консервации) холода было представлено противоточными теплообменниками и регенераторами, использованными П. Л. Капицей в цикле низкого давления. Кроме того, в установках глубокого охлаждения имеется тепловая изоляция, сводящая к минимуму приток тепла из окружающей среды к холодным частям ожижителя. Изоляция будет рассмотрена в других главах книги. Здесь необходимо лишь отметить следующее. Обычно в ожижителях воздуха холодопроизводительность настолько велика, что для существенного уменьшения коэффициента ожижения изоляция должна быть чрезвычайно плохой. Однако при ожижении водорода и гелия роль изоляции значительно возрастает. [c.26]

В цикле с детандером использование большей теплоемкости сжатого-воздуха положено в основу самого построения цикла и также позволяет перенести холод с более высоких температурных уровней на более низкий. При включении в цикл детандера на исходном температурном уровне область температур, соответствующая промежуточному охлаждению, оказывается уже использованной и применение такого охлаждения, с точки зрения увеличения холодопроизводительности, не может дать никакого эффекта, во всяком случае, при оптимальных соотношениях потоков в цикле,. В этом легко убедиться и по характеру протекания линий теплообмена в данном случае. Хотя по существу самого цикла промежуточное охлаждение является излишним, в некоторых случаях целесообразно его включать в общую схему, например при осушке воздуха вымораживанием. При невысоких давлениях сжатия, двух давлениях и большой производительности по перерабатываемому воздуху затрата холода на конденсацию и вымораживание влаги может составить заметную статью в общем балансе, которую целесообразно будет покрыть холодом, полученным в дополнительной аммиачной установке. [c.78]

В крупных установках глубокого охлаждения для увеличения хо.ю-допроизводительности применяют одновременно несколько холодильных циклов. Так, например, в установках с регенераторами и турбодетандером Линде — Френкль применен азотный цикл низкого давления с турбо-детандером, покрывающим около половины требуемой холодопроизводительности, и цикл высокого давления с аммиачным охлаждением для покрытия второй половины холодопроизводительности. В установке для получения криптона и ксенона применены цикл низкого давления 1,7— 1,8 ата с турбодетандером, аммиачное охлаждение и цикл среднего давления с детандером. [c.168]

Производительность установки около 0,083 м /сек (300 м /ч) технического кислорода чистотой 99,5%. Она используется в основном для обеспечения промышленных предприятий и строек чистым кислородом для автогенной обработки металлов. Благодаря сравнительно большой ее производительности удельные холодопотери на 1 ж перерабатываемого воздуха ниже, чем в ранее рассмотренных установках, и поэтому до высокого давления сжимается только часть (около 25%) поступающего на разделение воздуха, а остальная — до давления, необходимого для осуществления процесса ректификации 0,5—0,6 Мн1м . Холодильный цикл двух давлений характеризуется тем, что холодопроизводительность создается благодаря дроссельному эффекту воздуха высокого давления и расширения части его в поршневом детандере. При этом удельный расход энергии на получение кислорода,, по сравнению с установками высокого и среднего давления, уменьшается. [c.17]

Характером изменения холодопроизводительности определяется то, что при пониженных давлениях показатели рассматриваемого цикла значительно хуже, чем показатели цикла с детандером на низком температурном уровне. Так (см. рис. 29 и 43), если в цикле с детандером на низком температурном уровне для обеспечения работы воздухоразделительной установки при потерях 11,5 кдж1кг достаточно было давления около 1,2 Мн1м , то при рассматриваемом цикле оно должно быть около 3,0 Мн м , т. е. примерно такое же, как и в цикле с дросселированием и промежуточным аммиачным охлаждением. Показатели сравниваемых циклов сближаются только при давлении порядка 20,0 Мн1м и даже при этом давлении рассматриваемый цикл имеет несколько худшие показатели, несмотря на принятый, более высокий к. п. д. детандера с понижением давления относительное ухудшение показателей данного цикла становится все более заметным. [c.72]