Охлаждение с помощью дросселирования (эффект Джоуля-Томсона)

Охлаждение с помощью дросселирования (эффект Джоуля-Томсона) [c.12]

Камерлинг Оннес [10] решил ожижить гелий, воспользовавшись методом, с помощью которого ему удалось осуществить за несколько лет перед этим ожижение водорода. План Камерлинг Оннеса сводился к тому, чтобы, охладив сжатый гелий жидким водородом (находящимся при температуре, близкой к точке затвердевания, т. е. кипящим под давлением 6 см рт.), затем пропускать его через теплообменник, который бы оканчивался дроссельным вентилем. Как известно, охлаждение газа будет иметь место, если начальная температура дросселирования лежит ниже температуры инверсии эффекта Джоуля-Томсона. Однако практика указывала на то, что достаточное для ожижения газа охлаждение достигается только в том случае, если начальная температура дросселирования выбирается несколько ниже точки Бойля. Условия, выбранные Камерлинг Оннесом ранее (см. выше), удовлетворяли этим требованиям, и только наличие значительных отклонений гелия от закона соответственных состояний могло бы помешать его ожижению. [c.179]

Любой природный процесс, сопровождающийся поглощением тепла, может быть использован для охлаждения. Практически охлаждающий эффект получают с помощью применения следующих физических процессов рабочих тел фазовых превращений, сопровождающихся поглощением тепла (плавление, парообразование, растворение соли) десорбции газов, расширения сжатого газа (с получением внешней работы) дросселирования (эффект Джоуля-Томсона) вихревого эффекта-, размагничивания твердого тела (магнитно-калорический эффект) термоэлектрического эффекта (эффект Пельтье). [c.5]

Обратимое расширение газа по сравнению с охлаждением при помощи дросселирования более совершенно. По выражениям (5 и 10) можно установить зависимость между дифференциальным и изоэнтропическим эффектами Джоуля-Томсона [c.14]

На более низких ступенях процесса, когда газ охлажден до температур 20—35° К, весьма эффективно ожижение с помощью дросселирования, так как при этих температурах эффект Джоуля — Томсона для водорода весьма высок. Общий коэффициент ожижения а (равный отношению количества получающейся жидкости к количеству сжимаемого компрессором газа) в этой области температур может быть лишь незначительно увеличен за счет замены дросселирования расширением в детандере. В то же время трудности создания такого детандера, который бы работал в области конденсации, значительно превышают небольшой выигрыш в производительности. Таким образом, следует ожидать, что детандеры для ожижения водорода будут применяться при температурах от 30 до 80° К. На фиг. 1 изображены низкотемпературные ступени типичного однодетандерного цикла. [c.71]

Из Т—s-диаграммы для водорода (рис. 3-4 и 3-5) видно, что при температурах /= 15—20° С эффект Джоуля—Томсона отрицательный, т. е. после дросселирования происходит нагревание. Температура инверсия водорода 190°К, поэтому необходимо предварительное охлаждение его значительно ниже этой температуры. При охлаждении водорода до 80° К (температура кипения воздуха при 1 ата) и дросселировании его с 200 ДО 1 ата изотермичесйий дроссельный эффект составляет — Аг,, = = 45 ккал кг и теоретический коэффициент сжижения р = 0,17. При охлаждении водорода азотом, кипящим под вакуумом р = 0,2 ата, температура может быть понижена до 68° К, изотермический дроссельный эффект составит—Д/ =53 ккал кг и теоретический коэффициент сжижения р 0,26. Для увеличения коэффициента сжижения водорода целесообразно значительно понижать температуру предварительного охлаждения водорода при помощи кипящего под вакуумом азота или воздуха. [c.185]

Для каждого давления воздуха будет иметься какая-то наибольшая величина эффекта Дж оуля-Томсона, соответствующая определенной температуре с понижением или повышением температуры газа по аравнению с этой величиной эффект Джоуля-Томсона при данном давлении будет уменьшаться. Исходя из того, что с понижением температу1ры эффект Джоуля-Томсона возрастает, К. Линде помимо охлаж дения воздуха путем дросселирования использовал еще противоточный теипообменник. С помощью этого теплообменника он предварительно охлаждал сжатый воздух отходящим воздухом, уже подвергшимся охлаждению вследствие дросселирования. Получить низкие температуры, необходимые для сжатия воздуха, только одним его дросселированием без предварительного охлаждения было бы очень трудно и для этого пришлось бы сжимать воздух до очень высоких давлений. [c.53]