Расширение газов в детандере и дросселирование, циклы

К более сложным в аппаратурном оформлении, но и более эффективным, относятся циклы, основанные на сочетании дросселирования и расширения газа в детандере [c.134]

Условно различают умеренное (до температур порядка —100° С) и глубокое (до температур ниже —100° С) охлаждение. Для умеренного охлаждения применяют компрессионные,, абсорбционные и пароэжекторные холодильные машины. Дл г глубокого охлаждения пользуются холодильными циклами, основанными на дросселировании и расширении газов в детандере- [c.524]

Из таблицы следует, что самыми невыгодными циклами являются простой цикл с дросселированием газа и циклы с расширением в детандере. [c.67]

Диаграмма T—S рассматриваемого цикла состоит из изотермы сжатия 1—2, изобары охлаждения сжатого газа 2—5, изоэнтальпии дросселирования 5—6, политропы расширения газа в детандере 3—8, изобары 7—1 нагревания обратного газового потока. В описываемом цикле имеются, таким образом, два холодопроизводителя компрессор и детандер. Холодопроизводительность первого равна i i—г 2, а второго М (г з — i-,) т)о = М (1 3 — ig), где (ig — h) — адиабатический перепад тепла, т) — термодинамический коэффициент полезного действия детандера, (/з—ig) — политропический перепад тепла. Действительная степень ожижения газа составляет Хд = [( — i 2) + М (I3 — [c.749]

При расширении газа в детандере с совершением внешней работы достигается значительно большее, чем при дросселировании, понижение температуры. Однако эффективность охлаждения с помош ью этого метода все же недостаточно высока, так как гидравлические удары и вихреобразование приводят к выделению тепла, а из-за несовершенства тепловой изоляции детандера часть холода теряется. Поэтому для получения очень низких температур циклы, основанные на принципе расширения газа в детандере, не используются. [c.220]

Комбинированные циклы. Для повышения экономичности охлаждения при сжижении воздуха и других газов расширение в детандере используют только для предварительного охлаждения, а дальнейшее охлаждение до температуры сжижения осуществляют путем дросселирования. [c.220]

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]

Циклы, основанные на сочетании дросселирования и расширения газа в детандере [c.671]

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]

Схемы агрегатов для получения азото-водородной смеси из коксового газа отличаются методами получения холода, необходимого для разделения газовой смеси. На большинстве установок необходимый холод получается частично за счет аммиачного холодильного цикла, частично за счет дросселирования фракций, образующихся при конденсации компонентов коксового газа, а главным образом за счет дросселирования или расширения в детандере азота высокого давления. [c.100]

Для получения жидкого метана могут быть использованы циклы дросселирования и изоэнтропического расширения. Однако самым эффективным способом сжижения метана является каскадный цикл. Особенности метана (большие перепады давлений) позволяют широко использовать циклы с расширением газа в детандере. [c.35]

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]

Цикл среднего давления с расширением газа в детандере (рис. 13, 14). Сжатый до 2. .. 4 МПа газ после компрессора КМ в состоянии, характеризуемом точкой 2, поступает в предварительный теплообменник АТ1,в котором охлаждается до температуры Т3 (процесс 2—3) и затем разделяется на два потока. Первый поток газа М кг направляется последовательно в детандерный АТ2 и основной АТЗ теплообменники, в которых охлаждается (процессы 3—5 и 5—6) до температуры дросселируется (процесс 6—7) и в виде парожидкостной смеси попадает в сборник АК- Полученная после дросселирования жидкость в количестве X кг выводится в состоянии, характеризуемом точкой /, как продукт, а пары в состоянии, характеризуемом точкой 8, поступают сначала в теплообменник Л.Г5, а затем в теплообменники АТ2 и АТ1. Проходя через эти аппараты, расширенный [c.22]

Таким образом, в цикле среднего давления с расширением газа в детандере, как и в циклах с простым дросселированием и предварительным охлаждением, имеется дополнительное охлаждающее устройство. Различие состоит в том, что охлаждению подвергается лишь часть газа и не используется холодильный цикл с другим рабочим телом. Охлаждение достигается самим сжатым газом. [c.23]

Рис. 19. Принципиальная схема цикла двух давлений с расширением газа в детандерах низкого и высокого давлений и дросселированием

Способы умеренного охлаждения не позволяют получить очень низкие температуры. Это объясняется относительно высокими температурами кипения холодильных агентов, применяемых в процессах умеренного охлаждения. Тем не менее глубокое охлаждение необходимо в химической технологии для сжижения смесей различных газов с целью их последующего разделения. Для получения глубокого холода пользуются следующими методами, или циклами дросселированием газа без совершения внешней работы расширением газа с совершением внешней работы комбинированным дросселированием с расширением газа в детандере. [c.210]

Цикл среднего давления с расширением сжатого газа в детандере (цикл Клода). При сжижении газов расширение в детандере используют для предварительного охлаждения с последующим дросселированием до температуры сжижения. Эти комбинированные циклы различаются величиной давления, до которого сжимается сжижаемый газ, и конструкцией детандера. [c.297]

I цикл с однократным дросселированием и аммиачным охлаждением 2 — Чо, // —ЛГ цикл с расширением газа в детандере 3 — Яо, III —iV цикл с расширением газа в детандере и аммиачным охлаждением 4 — Чо. IV [c.720]

Большинство газов при дросселировании охлаждается, что и используется для получения глубокого холода. После дросселирования газ может быть направлен непосредственно в технологический цикл или часть его энергии может быть использована для совершения работы при дальнейшем расширении в детандере или турбодетандере. [c.187]

Агрегаты разделения коксового газа номинальной производительностью 32 ООО м ч. Предназначены дпя получения азото-водородной смеси для синтеза аммиака, концентрированной этиленовой фракции, метановой фракции, фракции окиси углерода (для агрегатов I и П производительностью 31 ООО и 31 600 м ч) и богатого газа (смеси фракций метана и окиси углерода — для агрегата III производительностью 30 800 лг /ч). Работают по схеме с предварительным аммиачным охлаждением до минус 40 — минус 45 °С, с холодильным циклом дросселирования азота высокого давления,, с расширением азота высокого давления в поршневом детандере (для агрегата 111) и с расширением фракции СО в турбодетандере (для агрегата II). [c.200]

Количество сжиженного газа определяется значением следующих характеристик разностью энтальпий расширенного и сжатого газа на теплом конце теплообменника АТ 1 как и в цикле с дросселированием) перепадом теплоты в детандере и количеством газа, поступающего в детандер. [c.22]

Цикл двух давлений с расширением воздуха в детандерах низкого и высокого давлений и дросселированием (рис. 19 и 20). Газ низкого давления в количестве 1 кг сжимается в компрессоре КМ1 до давления /7.2 = 0,65 МПа (процесс 1—2) и в состоянии, характеризуемом точкой 2, разделяется на две части. Первая М направляется в теплообменник ЛГУ, в котором охлаждается (процесс 2—9) до температуры Тц, и далее — в турбодетандер Д1, где расширяется до давления р (процесс 9—8). Из турбодетандера Д1 газ поступает в межтрубное пространство теплообменника АТЗ, охлаждая прямой поток, выходящий из компрессора КМ2. Вторая часть (1 — Мн) сжимается в компрессоре высокого давления КМ2 до давления рз == [c.27]

Рассмотрим цикл, основаит,1Й па сочетании дросселирования и расширения газа в детандере (рис. 45). [c.134]

Установки с дросселированием и расширением в детандерах широко распространены для сжижения газов и получения холода на любых температурных уровнях (вплоть до неск. К). Число детавдеров, к-рые могут работать параллельно или последовательно, изменяется от 1 до 4. Благодаря отводу теплоты на неск. температурных уровнях термодинамич. эффективность этих установок достаточно высока и достигает в цикле без потерь 75%. Циклы с одним детавдфом и дросселем используются для произ-ва О2, Аг (см. Воздуха разделение). [c.305]

В детандере возникают гидравлические удары и растут потери холода. В итоге при очень низких температурах эфс ктивность расширения газа в детандере значительно снижается. По этим причинам при сжижении воздуха и других газов расширениё в детандере используют только для предварительного охлаждения, а дальнейшее охлаждение до температуры сжижения осуществляют путем дросселирования. Такие комбинированные циклы, применяемые в технике, различаются в основном величиной давления, до которого сжимается сжижаемый газ, и конструкцией детандера (поршневые детандеры и турбодетандеры). [c.672]

Цикл с расширением всего количества газав детандере и циркуляцией части газа после детандера. Второй возможностью для п лучения жидкого водорода при помощи двукратного расширения является применение детандера вместо первого по ходу прямото потока дроссельного вентиля (рис.1.3). Задачей термодинамического анализа этого цикла так же, как и предыдущего цикла, является определение оптимальных значений начального промежуточного давлений водорода и температуры газа перед входом в детандер. При этом уже не требуется ограничивать выбор температуры, что наблюдалось при двойном дросселировании водорода. [c.57]

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]

Удельная холодопроизводительность цикла с дросселированием рабочего тела определяется только изотермным эффектом дросселирования. В простейшем случае, когда нет дополнительного охлаждения и рабочее тело сжимается от давления /7i до рз-УД льная хо-лодопронзводнтельность < ==/] — / а, где I l и — энтальпии расширенного и сжатого газа при температуре сжатого газа после холодильника, установленного за компрессором. Для циклов, в которых в дроссельном вентиле расширяется только часть рабочего тела М, а вторая часть (1 — М) проходит детандер, холодопроизводительность складывается из изменения энтальпии всего количества рабочего тела (1 кг) при изотермном сжатии и холода, получаемого при изэнтропном расширении газа в детандере [c.11]

Циклы для получения жидкого водорода (с дросселированием, с расширением в детандере, комбинированные и каскадные циклы). Методы сжижения водорода базируются главным образом на двух широко известных процессах дросселировании сжатого газа и изэнтропном расширении. Впервые жидкий водород получил Д. Дьюар в 1898 г. путем дросселирования предварительно охлажденного газа. [c.31]

Цикл среднего давления (рис. 8.18 и 8.19) основан на адиабатическом расширении газа с отдачей внешней работы. Газ сжимается компрессором / до высокого давления (2,5—4 МПа) по изотерме 1—2, охлаждаясь затем в холодильнике // до температуры всасывания. Далее газ охлаждается в регенеративном противоточном теплообменнике III обратными газами (по изобаре 2—3) и разделяется на два потока. Первый поток (1—Af) направляется на дальнейшее охлаждение в теплообменники V (изобара 3—5) и VI (изобара 5—6). Второй поток газа в количестве М расширяется в детандере IV (по адиабате 3—4) и последовательно проходит два теплообменника V и III, где отнимает теплоту у сжатого газа, нагреваясь при этом до первоначальной температуры (линия 4—1). Сжатый газ после охлаждения в теплообменнике VI дросселируется (линия 6—7) в регулирующем вентиле VII до атмосферного давления, частично сжижается и поступает в сборник жидкого продукта VIII (точка О — состояние жидкости, точка 8 — состояние сухого насыщенного пара после дросселирования). Несжиженная часть газа идет на охлаждение сжатого газа в теплообменниках VI, V, III, после чего вновь засасывается компрессором. [c.297]

Чтобы оценить влияние потерь в клапанах на экономичность рабочего процесса детандера, рассмотрим идеализированный цикл 7—2—8—5—7, в котором нет никаких других потерь, кроме потерь в клапанах. Эквивалентная схема (рис. 8) состоит из двух дроссельных вентилей и идеального детандера, работающего в интервале давлений от до р . Изменение параметров газа в идеализированном цикле отображается линией н—2—5—к участок н—2 означает дросселирование (I = onst) с начального давления р до давления, при котором происходит наполнение цилиндра участок 2—5 соответствует изоэнтропийному расширению, участок 5—к — дросселированию от р5 до Рк- Потери, связанные с необратимостью дросселирования, оцениваются, соответственно, приращением энтропии [c.220]

Как известно, для получения низких температур в технике применяются два метода дросселирование предварительно сжатого газа (использование эффекта Джоуля-Томсона) и детандирова-ние — расширение сжатого газа в специальной расширительной машине поршневого или турбинного типа, называемой детандером. Рассмотрим кратко циклы, основанные на этих методах. [c.81]

Кроме рассмотренной установки сзпщертвует также агрегат разделения коксового газа с номинальной производительностью 32000 м /ч, который работает по схеме холодильного цикла дросселирования азота высокого давления с предварительным аммиачным охлаждением и расширением азота высокого давления в поршневом детандере. [c.176]

Для получения жидкого водорода используют следующие холодильные циклы I) с однократнш дросселированием 2)с двойным дросселированием и циркуладией части газа с промежуточным давлением 3) с расширением всего количества газа до промежуточного в детандере и циркуляцией части газа после детандера 4) с расширением части газа в детандере до низкого давления (цикл Клода) 5) гелиево-водородный конденсационный цикл. [c.52]