Понижение температуры газов при расширении

Детандеры бывают поршневые и турбинные. При расширении в детандере газ производит внешнюю работу за счет уменьшения имеющейся в нем внутренней тепловой энергии. Вследствие этого при отсутствии подвода тепла извне происходит значительное понижение температуры газа. Чем большую работу производит газ при расширении, т. е. чем больше разность между начальным и конечным да(влениями газа, тем больше он охлаждается. Например, при снижении давления в детандере от 10 до 1 ат [c.91]

Глубокое охлаждение основано на использовании дроссельного эффекта (эффекта Джоуля — Томсона), заключающегося в понижении температуры газа при его адиабатическом расширении. В установках глубокого холода рабочим телом чаще всего является воздух. [c.365]

Использование эффекта Джоуля — Томсона позволяет существенно понизить температуру газа, если перепад давления при дросселировании велик, например давление газа снижается от 20-10 н/м (200 ат) до 9,81-10 н/ж (1 ат). Значительно большее понижение температуры газа достигается при его расширении в детандере с совершением внешней работы. Однако для получения очень низких температур, соответствующих началу сжижения газа, обычно не применяют циклов, основанных только на принципе р ширения газа в детандере. Это объясняется тем, что когда реальный газ находится при температурах, близких к температуре сжижения, его поведение сильно отклоняется от законов идеальных газов. Объем газа резко уменьшается, например, при —140 °С он составляет лишь V4 объема, который занимал бы идеальный газ, и способность газа к расширению резко падает. Кроме того, в условиях начала сжижения [c.671]

Назначение детандеров — максимальное понижение температуры при расширении газа с совершением внешней работы. Экономичность установок разделения воздуха, работающих с детандером, в значительной степени зависит от эффективности работы последнего. Подобно паровым и газовым двигателям детандеры можно разделить на два основных типа поршневые и турбодетандеры. Первые используют в установках малой производительности высокого и среднего давления воздуха. Вторые применяют преимущественно в больших установках, и расширение газов в них происходит большей частью с низкого давления (600—500 кн/м или 6—б ат). [c.128]

Сущность процесса низкотемпературной сепарации (НТС) состоит в однократной конденсации углеводородов при понижении температуры газа до минус 25 - минус 30 С за счет его дросселирования (эффект Джоуля-Томсона). Вместо дросселирования через клапан (изоэнтальпийный процесс) может быть использовано расширение газа в турбодетандере (изоэнтропий-ный процесс), что позволяет более эффективно использовать перепад давления газа. Принципиальная схема НТС показана на рис. 6.22. [c.318]

Воздушные холодильные машины. В воздушной холодильной машине в качестве холодильного агента используют атмосферный воздух. Принцип действия холодильной машины основан на том, что при расширении сжатых газов одновременно с падением давления наблюдается и значительное понижение температуры газа, а круговой процесс [c.626]

Понижение температуры газа при расширении с отдачей внешней работы. При расширении газа с отдачей внешней работы (выражающейся в перемещении поршня или вращении рабочего колеса турбины) значительно понижается температура газа. В термодинамике доказано, что наибольшее охлаждение газа происходит тогда, когда процесс осуществляется адиабатически, т. е. без подвода и отнятия теплоты от рабочего газа. На диаграмме [c.56]

Для сжижения природного метанового газа обычно применяют метод последовательного дросселирования с применением охлаждения газа жидкими хладоагентами (аммиак, этилен), получаемыми в специальных холодильных установках. Дросселирование заключается в том, что газ, находящийся под большим давлением, выпускается через узкое отверстие в трубопровод, где давление невелико. Резкое снижение давления и происходящее при этом расширение вызывают и резкое понижение температуры газа. Природный газ предварительно очищается о углекислоты, сероводорода и паров воды. [c.211]

ПОНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВ ПРИ РАСШИРЕНИИ [c.47]

При расширении реального газа без совершения внешней работы и без теплообмена с окружающей средой совершается работа по преодолению сил притяжения между молекулами, что и обусловливает понижение температуры газа. [c.171]

Величина всегда положительна из-за увеличения внутренней энергии при расширении и эта часть дифференциального эффекта всегда дает понижение температуры газа при дросселировании. [c.61]

Температура газа при сжатии его в компрессоре повышается, а при расширении понижается. Частота процессов сжатия и расширения, а следовательно, повышения и понижения температуры газа в рабочей полости цилиндра определяется числом оборотов вала компрессора. На фиг. 20 изображены кривые изменения температуры и давления газа в рабочей полости цилиндра. [c.47]

Только после охлаждения ниже этой температуры водород будет также охлаждаться. Понижение температуры при расширении прямо пропорционально падению давления газа. [c.165]

В случае обтекания пластины более низкая температура торможения Тд получается непосредственно у пластины, а большая — в свободном потоке То по сравнению с температурой торможения набегающего потока газа. Если в первом случае в энергообмене между слоями газа основную роль играет трение, то во-втором, по-видимому, сужение газа (канала) между цилиндром и стенкой, его разгон как в плоском сопле и последующее расширение с понижением температуры газа и другие факторы. [c.30]

Допустим, что состоя51ие сжатого газа перед детандером характеризуется температурой Т, = 205 К и давлением = 100 ат — точка 1. Процесс адиабатического расширения газа с отдачей пненшей работы осушествляется при S = onst. Поэтому опустив из точки 1 вертикаль вниз до пересечения с изобарой, отвечающей заданному конечному давлению Рз = сип, найдем точку 4, характеризующую состояние газа в конце детандирования. Этой точке соответствует температура Т4 = 82 К и, следовательно, понижение температуры газа ЛГ [c.653]

В зависимости от уровня температуры и применяемых хладагентов различают естественное и искусственное охлаждение. При естественном охлаждении достигаемая температура определяется температурой окружающей среды — воды, воздуха, льда. В зависимости от времени года температура речной воды изменяется от 4 до 25 °С, артезианской — от 8 до 15 °С температура оборотной воды примерно равна 30 °С. Воздух имеет большую, чем вода, разницу сезонных температур. Оборотную воду охлаждают в градирнях воздухом. Отходящие продукты на нефтеперерабатывающих заводах охлаждают водой и воздухом в поверхностных теплообменных аппаратах. Искусственное охлаждение осуществляют в основном двумя способами посредством отвода тепла испаряющимися низкокипящими жидкостями — хладагентами (до 393 °С) и понижения температуры вследствие расширения предварительно сжатых газов (ниже 393 °С) путем простого дросселирования или расширения с совершением внешней работы в турбодетандерном агрегате. В качестве испаряющихся хладагентов применяют сжиженные газы аммиак, пропан, этан. В технологических установках, где применяют искусственное охлаждение, холод отходящих продуктов регенерируют, используя их как хладагенты для начального охлаждения поступающего сырья. [c.120]

Принято считать, что при понижении давления газа на одну атмосферу, в среднем температура его понижается на /4 градуса. Следовательно, если газ, сжатый до 200 атмо1сфер, пропустить через узкую щель дроссельного вентиля и снизить его давление до одной атмосферы, то температур.а газа нонизится на 50°. При температуре сжатого газа в 0° температура газа, расширенного от 200 до одной атмосферы, окажется —50°. Если же сжатый воздух охладить до —150°, то при быстро-м его расшире- йй он Приобретет температуру, при кото рой перейдет й жидкое состояние даже пр и атмосферном давлении. [c.80]

По S — Г-диаграмме можно определить количество отнимаемой от расширяющегося газа теплоты и понижение температуры при детандировании (см. рис. УП1. 6). Например, параметры сжатого газа перед детандером Т = 205 К и Pi = 100 атм = 10 МПа (точка 1). Процесс адиабатического расширения газа проводится при S = onst. Поэтому опустив из точки 1 вертикаль до пересечения с изобарой, отвечающей заданному конечному давлению Рг = 1 атм (0,1 МПа), получим точку 4, характеризующую состояние газа в конце детандирования — Г4 83 К. Тогда понижение температуры газа АГ = Ti — Г4 = 205 — 83 = 122 К. Количество отнимаемой теплоты Q = Я1 — Я4 = 86 — 58 = 28 ккал/кг = [c.170]

СРАВНЕНИЕ ПОНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА ПРИ ЭФФЕКТЕ ДЖОУЛЯ - ТОМСОНА С ПОНИЖЕНИЕМ ЕГО ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ИЗОЭНТРОПИЧЕСКОМ РАСШИРЕНИИ [c.62]

Понижение температуры газа при расширении без отдачи внешней работы. Приведенное выше уравнение Клапейрона pu=RT) справедливо только для идеальных газов, не сущест-вуюш,их в природе. Объем реальных газов, особенно в условиях высокого давления и низкой температуры, уменьшается при сжатии больше или меньше, чем это следует из уравнения Клапейрона. [c.48]

В 1895 г. Линде использовал в промышленности известное ранее явление понижения температуры при расширении газа в суженном сечении газопровода (эффект Джоуля—Томсона) и применил одновременно теплообмен между сжатым и охлажденным дросселированным газом. Клоду в сконструированной им аппаратуре удалось достигнуть значителыного понижения температуры путем адиабатического расшя1рения газа, одновременно совершающего работу. [c.385]

Назначение детандеров состоит в получении максимально возможного понижения температуры при расширении газа с совершением внешней работы. Экономичность установок разделения воздуха, работающих с детандером, в значительной степени зависит от эффективности работы детандера. Подобно паровым и газовым двигателям детандеры можно разделить на [c.141]

Допустим, что состояние сжатого газа перед детандером характеризуется температурой Т — 205 °К и давлением = 100 ат — точка 1. Процесс адиабатического расширения газа с отдачей внешней работы осуществляется при S = onst. Поэтому опустив из Точки I вертикаль вниз до пересечения с изобарой, отвечающей заданному конечному давлению Рз = 1 am, найдем точку i, характеризующую состояние газа в конце детандйрования. Этой точке соответствует температура = 82 °К и, следовательно, понижение температуры газа АТ = Ту — Т — = 205—82 == 123 К. По количеству отнимаемого от газа тепла (Q == = — ii = 86 — 58 = 26 ккал/кг = 10,9-10 дж/кг) определяется работа расширения газа. [c.653]

Понижение температуры газа при расширении с отдачей внешней работы. При расширении газа с отдачей внешней работы (выражающейся в перемещении поршня или вращении рабочего колеса турбины) температура газа понижается значительно. Доказано, что наибольшее охлаждение газа происходит тогда, когда процесс осуществляется адиабатически, т. е. без подвода и отнятия теплоты от рабочего газа. На диаграмме 5—Т такой процесс изображен вертикальной линией, так как энтропия при этом остается постоянной. В реальных условиях адиабатический процесс осуществить нельзя, поскольку неизбежен теплообмен газа со стенками рабочей машины, в которой происходит расширение газа. Чем ближе действительный процесс расширения газа к адиабатическому, тем выше охлаждающий эффект. [c.55]

Сопоставление опытов Румфорда — Дарвина и Гей-Люссака, казалось, должно было навести исследователей на размышление почему в первом опыте температура газа понижается при его расширении, а во втором температура (всей массы газа)-после его расширения остается постоянной. Но исследователи продолжали придерживаться предположения, что понижение температуры газа в опыте Румфорда — Дарвина вызвано увеличением теплоемкости газа при его расширении опыт же Гей-Люссака исследователи оставляли без объяснения. [c.65]

Расширение газов с совершением внешней работы осуществляется в детандерах. Температура газа при этом понижается значительно больше, чем при дросселировании (исключая области, близкие к критической точке). В зависимости от количества и степени расширения газа применяют поршневые детандеры или турбодетандеры. Процесс расширения в детандере — политропический, близкий к изоэнтро-пическому (адиабатическому). Поэтому предельное понижение температуры газа можно вычислить из соотношения [c.104]

ЧТО для каждого давления существуют две температуры, удовлетво-ряющие этому условию. Другими словами, для данного давления существует верхняя и нижняя температуры инверсии, при которых газ, расширяясь, не охлаждается и не нагревается. При температурах, более высоких чем верхняя температура инверсии, и при температурах более низких, чем нижняя температура инверсии, газ при расширении нагревается между точками инверсии газ охлаждается. В ( щем Ьыбор исходной температуры в основном определяется стоимостью охлаждения, необходимого для предварительного понижения температуры газа следовательно, исходное давление надо выбирать таким образом, чтобы избранная исходная температура лежала между верхней и нижней точками инверсии, соответствующими- заданному давлению. Температуры и давления инверсии можно определить из следующего, выведенного Якобом [3], соотношения, основанного на экспериментальном изучении условий инверсии [c.301]

Если открыть вентиль баллона, в котором находится сжатый газ, например кислород, то, выходя в атмосферу, он расширяется. Давление его падает, и температура понижается, что легко обнаружить, подставив ладонь под струю вытекающего из баллона газа. Почему происходит понижение температуры газа Известно, что молекулы газа взаимно притягиваются. При расширении сжатого газа (в технике такой процесс назы- [c.115]

Практически весьма важной задачей является сжижение газов. Для решегая этой задачи необходимо уменьшить скорость движения молекул газа и сблизить их. Последнее достигается сжатием газа с помощью компрессоров, а для понижения температуры газ заставляют совершать работу при адиабашом расширении. Сам процесс расширения может происходить как необратимо, так и обратимо. Рассмотрим охлаждение газа как в том, так и в другом случаях. [c.183]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология