Джоуля-Томсона Г S для воздуха

Как следует из диаграммы i — Т для воздуха (рис. IX-48), эффект Джоуля — Томсона зависит не только от начального давления расширяющегося газа (возрастает с повышением давления) ), но и от его начальной температуры. Чем ниже начальная темпера тура газа, тем выше эффект Джоуля — Томсона (табл. IX-5). Он равен нулю в точке инверсии, выше которой газ нагревается при расширении (для воздуха при 200 ат температура инверсии 240 °С). [c.392]

Эффект Джоуля — Томсона при расширении воздуха [c.394]

Воздух (сухой) 4 0-30° С [6] метод Джоуля— Томсона [64] метод Джоуля— Томсона [11] метод Джоуля-Томсона [141] метод Джоуля— Томсона [193] [c.145]

В азотном холодильном цикле можно использовать стандартное оборудование, применяемое при получении кислорода из воздуха методом глубокого охлаждения. По такой схеме можно варьировать производительность установки в пределах 80—100% от проектной и, кроме того, можно перерабатывать газ непостоянного состава. По сравнению с первой схемой, в которой охлаждение производится только за счет эффект . Джоуля — Томсона, схема с азотным циклом требует на 15% больше капитальных вложений, а эксплуатационные затраты производства возрастают на 30%. [c.49]

Различные схемы процессов, разработанных для выделения этилена ректификацией, отвечают всем перечисленным выше требованиям, но они отличаются друг от друга по характеру получаемых фракций и по методам достижения низких температур. Однако поскольку наиболее низкая температура, необходимая для разделения компонентов пирогаза ректификацией, значительно превышает температуру ожижения воздуха или водорода, то ее обычно достигают не за счет эффекта Джоуля—Томсона или за счет детандеров, производящих внешнюю работу, а с помощью так называемого каскадного охлаждения . Последний способ состоит в применении ряда хладагентов с прогрессивно понижающимися температурами кипения. [c.122]

Отметим таюке, что при 1 атм равновесие жидкость — газ не может существовать независимо от температуры. Это значит, что твердая двуокись углерода, если се оставить иа открытом воздухе, будет сублимироваться. Чтобы образовалась жидкая двуокись углерода, необходимо давление по крайней мере 5,11 атм. Баллоны с двуокисью углерода обычно содержат жидкость при комнатной температуре давление пара этой жидкости равно 67 атм. Когда пар двуокиси углерода выпускается через сопло, он охлаждается из-за эффекта Джоуля — Томсона, но вследствие того, что пар выпускается в среду с давлением 1 атм, он конденсируется в тонкодисперсную твердую фазу, или снег . [c.206]

Интегральный эффект Джоуля — Томсона для воздуха при различных начальных [c.281]

Хорошо известно, что сжатый газ охлаждается при расширении — например, воздух, выходящий из велосипедной камеры, в теплый день может показаться даже освежающим. Джоуль и Томсон (лорд Кельвин) проводили тщательные измерения изменения температуры газов при их расширении в теплоизолированной камере. Схема подобного опыта изображена на рис. 9.12, где показано, что газ расширяется, переходя из левой камеры в правую через пористую перегородку. Эти исследования показали, что большинство газов охлаждаются гораздо больше, чем этого можно было ожидать по степени их расширения. Для характеристики этого свойства газов используется коэффициент Джоуля — Томсона ц, представляющий собой отношение изменения температуры газа к изменению его давления при условии, что в процессе этого изменения не происходит теплообмена газа с окружающей средой. Значения коэффициента Джоуля—Томсона установлены для многих газов. Например, для СО2 при комнатной температуре и давлении 1 атм коэффициент ц равен приблизительно 1,ГС/атм. Для большинства газов коэффициент ц имеет положительное значение, однако для водорода при температурах вьппе — 80°С он отрицателен, а это означает, что при расширении газа происходит его нагревание. Температура, при которой коэффициент ц для данного реального газа становится равным нулю, называется температурой инверсии этого газа. Для идеального газа ц = О при любых температурах. Таким образом, коэффициент Джоуля—Томсона является мерой отклонения реального газа от идеального поведения, если судить по зависимости его охлаждения от расширения. [c.162]

Эффект Джоуля—Томсона находит практическое применение при сжижении газов. При последовательном сжатии, охлаждении и расширении газа и многократном повторении этого цикла температура газа постепенно понижается до его точки кипения, когда он превращается в жидкость. При сжижении воздуха получается смесь жидкого азота и жидкого кислорода, которую можно разделить, пользуясь различием в их температуре кипения. Азот, имеющий температуру кипения —195,8 °С, испаряется из жидкого воздуха раньше, чем кислород (температура кипения [c.162]

Быстрым сжатием воздуха, в котором находится какое-нибудь горючее вещество, можно вызвать его воспламенение. Это явление положено в основу действия двигателя внутреннего сгорания Дизеля. Воспламенение при сжатии возможно вследствие того, что коэффициент Джоуля—Томсона для воздуха положителен, а также поскольку при сжатии газа над ним выполняется работа (см. гл. 17). Чтобы определить, какое давление необходимо создать для воспламенения горючей смеси, нужно знать молярную теплоемкость газа С (количество калорий, требующееся для повы-щения температуры одного моля газа на один градус Цельсия), а также количество работы, выполненной над газом, и, наконец, температуру самовозгорания горючего. Для воздуха С равно около 5 кал моль -град Если сжать воздух до 1/30 первоначального объема, который он занимав I при комнатной температуре (293 К), то приближенно можно определить его температуру после сжатия, пользуясь соотно-щением [c.162]

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]

Лабораторный аппарат для получения жидкого водорода изображен на рис. 49. Водород в количестве 10 нм 1тс поступает от компрессора под давлением 150—170 ат. По пути к дроссельному вентилю 2, он по пучку из трех медных трубок проходит змеевиковый теплообменник 7, охлаждаясь несжиженным водородом, возвращающимся в газгольдер, из которого компрессор засасывает газ. После теплообменника водород охлаждается в змеевике 5, помещенном в ванне с жидким воздухом. Охлаждение посторонним хладоагентом, в данном случае жидким воздухом, является необходимым условием для сжижения водорода, так как при температурах выше минус 80° водород обладает положительным эффектом Джоуля-Томсона и, следовательно, при дросселировании нагревается. [c.100]

Коэффициент Джоуля — Томсона, град атм, для воздуха 4] [c.140]

Вследствие небольшой молекулярной массы в соответствии с законом Грэма и Бунзена водород обладает наибольшей из всех газов диффузионной и эффузионной способностями. В широком диапазоне температур водород имеет наибольшую теплопроводность, которая, например, при температуре 25 °С и атмосферном давлении примерно в 7 раз больше, чем у воздуха. Водород проводит тепло в семь раз лучше воздуха. Эффект Джоуля — Томсона наблюдается ниже минус 80 °С. [c.51]

Так как эффект Джоуля—Томсона, т.е. явление, заключающееся в том, что газ при расширении без совершения внешней работы (т. е. при распространении его в пустоту) охлаждается, наблюдается для водорода только примерно ниже —80°, то это обстоятельство сначала создавало затруднения для его сжижения. Последнее впервые удалось осуществить в 1898 г. Дьюару, который выпускал через узкое отверстие в вакуум сильно сжатый и предварительно охлажденный жидким воздухом до —205° водород. Жидкий водород представляет собой очень легкую, бесцветную, непроводящую электрического тока жидкость, застывающую при кипении под уменьшенным давлением за счет теплоты испарения в твердую массу с удельным весом 0,08. [c.60]

Рис, 150. Эффект Джоуля—Томсона при расширении воздуха до давления 1 кг/см-. [c.397]

На рис, 151, с изображена схема установки для сжижения воздуха (упрощенный цикл Линде), в которой используется эффект Джоуля—Томсона. [c.397]

Диаграмма у — Т для определения диференциального дроссель-эффекта Джоуля-Томсона для воздуха. Числовые значения диференциального дроссель-эффекта в общем случае определяются по формулам [c.645]

Диаграмма / — Т для определения интегрального дрос- ель-эффекта Джоуля-Томсона для воздуха. Имея значение [c.646]

Процесс сжижения газов, основанный на применении эффекта Джоуля-Томсона, был впервые разработан и практически осуществлен для / получения жидкого воздуха. В аппаратах Линде для сжижения воз духа используется одно простое дросселирование без совершения внешней работы. В дальнейшем метод Линдр был значительно усовершенствован, однако принципиальная основа его осталась та же. [c.651]

На рис. И1-2 показано значение дифференциального эффекта а, для воздуха в зависимости от давления и температуры. Как видно из рисунка, значение а, увеличивается с понижением температуры и давления. Точка, в которой эффект Джоуля — Томсона равен нулю, называется точкой инверсии. Существуют две [c.57]

По диаграмме 8—Т для воздуха (рис. II1-4), построенной по точным экспериментальным данным, можно проследить ход процессов, протекающих при постоянных температуре, давлении, энтальпии, а также определить среднюю теплоемкость в определенном интервале температур, удельный объем, интегральный эффект Джоуля — Томсона, изотермический эффект дросселирования, эффекты адиабатического и политропического расширения воздуха, в детандерах, теплоту испарения жидкого воздуха, долю воздуха сжижаемого при дросселировании, количество тепла, отданного воздуху или отнятого у него в теплообменниках. [c.104]

Значительно более низкие температуры сравнительно легко могут быть получены при помощи машин, работающих по совершенно иному принципу. Эти температуры близки к температуре кипения жидкого воздуха (—194°С при 1 ата, фиг. I). Ожижение воздуха в промышленных масштабах было впервые осуществлено Карлом фон Линде. Он использовал эффект Джоуля — Томсона, заключающийся в том, что при прохождении газов через отверстие с большим сопротивлением понижение давления газа сопровождается его охлаждением, если [c.8]

Для ожижения газов, особенно в небольших количествах, часто используется эффект Джоуля-Томсона. Газ сначала сжимают до высокого давления, а затем дросселируют. При этом он охлаждается и частично конденсируется. Для получения жидких воздуха или азота таким способом необходимо давление порядка 200 атм, а сжатого воздуха на моль продукта требуется больше, чем в описанной нами установке. [c.52]

Получение холода в детандерах особенно выгодно ниже 120° К. В течение многих лет детандеры применяются в крупных установках для получения кислорода ректификацией жидкого воздуха. Наряду с охлаждением газа в детандерах используется и охлаждение за счет эффекта Джоуля—Томсона, особенно в случае небольших установок, где применение детандеров сталкивается с некоторыми трудностями. Недостатками охлаждения за счет эффекта Джоуля — Томсона являются низкий к.п. д. процесса и необходимость высокого давления (от 140 атм и выше). [c.62]

В канале горелки давление газа резко падает, он расширяется и увеличивается скорость его течения. Вследствие этого, а также из-за эффекта Джоуля—Томсона газ сильно охлаждается. Так как исходная температура природного газа в газопроводах обычно бывает низкой (иногда близкой к нулю), температура газа в канале горелки падает значительно ниже нуля, на что указывают, в частности, конденсация водяных паров воздуха на поверхности газового канала и его обмерзание у однопроводных горелок. [c.34]

Из диаграммы Т—5 для водорода (рис. 9) видно, что нри 15—20 °С эффект Джоуля—Томсона отрицательный, т. е. после дросселирования происходит нагревание газа. При изотермическом сжатии водорода в области более низких температур его энтальпия также возрастает, а последующее дрвсселирование не приводит к охлаждению. Предельная температура, при которой для р = 0 значения эффекта дросселирования переходят из положительных в отрицательные, называется температурой инверсии (для воздуха она равна 603°К, для кислорода 893 °К) [77]. Температура инверсии для водорода 204,6 °К, а поэтому для получения положительного значения эффекта дросселирования, т. е. охлаждения, необходимо сжатый водород предварительно охладить ниже его тем- [c.44]

Глубокое охлаждение воздуха. Для получения глубокого холода может быть использовано изоэнтальпическое (эффект Джоуля—Томсона) или изоэнтропическое (с соверщением внешней работы) расширение газа. [c.230]

Уравнения (1У.48) и (IV.50) выражают в дифференциальной форме зависимость давления и объема от других свойств вещества — в частном случае газообразного. Этим обш,им уравнениям должно удовлетворять любое эмпирическое уравнение состояния. Они играют значительную роль в термометрии, создавая теоретическую основу газовых термометров. Для реальных газов, подобных водороду или воздуху, объем при постоянном давлении не строго пропорционален температуре. Если же определены значения дН1др (с помощью измерения эффекта Джоуля — Томсона), то появляется возможность введения необходимых поправок. [c.94]

При повышении температуры (или давления) вначале достигается точка инверсии, когда газы не меняют температуры при дросселировании, а затем эффект Джоуля-Томсона становится отрицательным, т. е. газы при расширении нагреваются. Газы при нормальном давлении имеют следующие точки инверсии воздух - -ЗбО°, водород —80,5°, гелий — 258°, следовательно, водород и гелий не могут быть ожижены дросселированием без значительного предварительного охлаждения за счет других газов. [c.36]

Линде процесс Процесс сжижения воздуха, а также др. газов, в основе к-рого Джоуля — Томсона эффект. Газ сжимается до давл. ок. 15 МПа и выпускается через сопло, при этом происходит охлаждение. Назв. по им. нем. физика и инженера Карла Линде ( arl von Linde, 1842-1934). [c.117]

Разработанный Линде способ сжижения воздуха основаи на использовании эффекта Джоуля—Томсона, который заключается в снижении температуры воздуха при расширении его в дроссельном вентиле . Это явление мож но упрощенно Объяснить [c.395]

Расстояние между кривыми высокого и низкого давления, измеренное по горизонтали А, соответствует полному значению эффекта Джоуля—Томсона. Холодильный эффект расширения 1 кг воздуха (в кка.а) при соответствующей температуре, например, при 18° (5), при —40° (5),1можно апределить. из-мериз [c.396]

При снижении температуры входящего воздуха, например, до —50° эффект Джоуля—Томсона почти в два раза больше, чем при - 15° (по Хаузену). Кроме того, предварительное охлаждение снижает энтальпию воздуха 1, вследствие чего уменьшается количество тепла, которое нужно отвестив процессе сжижения (/г—/о). [c.398]

На рис. 154 показаны схема и Т— -диаграмма работы системы Линде с циркуляцией воздуха под высоким давлением. Экономическая целесообразность такого процесса определяется тем, что холодильный эффект Джоуля—Томсона зависит от разности давлений газа до и после расширения, а работа, затраче -ная на сжатие, пропорциональна разности логарифмов давлений. По этому методу все количество воздуха, введенного в [c.401]

Гсйландт применил комбинированный способ охлаждения, при котором 60% газа расширяется в детандере 7 со снижением давления от 200 до 6 ати (величина да-вления в нижией колонне), а 40% воздуха после глубокого охлаждения расширяется при таком же понижении давления в дроссельном вентиле 10, с исиользованием эффекта Джоуля — Томсона. Такая установка характеризуется кратковременным пусковьм периодом. [c.429]

Одним из крупнейших успехов метода противотока явилось применение этого принципа к сжижению воздуха (1895 г.). Известно, что сжатые газы охлаждаются при расширении (эффект Джоуля—Томсона). Сжижение воздуха было осуществлено лишь после того, как Линде использовал охлажденный дросселированием воздух в теплообменнике (двойном змеевике) для предварительного охлаждения сжатого свежего воздуха. Этот принцип Линде применяется также для сжижения низших газообразных углеводородов с последующим фракционным разделением их под давлением (см. Разделение газовых смесей по Линде—Бронну , стр. 215). [c.75]

В 1895 г., основываясь на эффекте Джоуля — Томсона охлаждения реальных газов при их адиабатическом (изоэнтальпном) расширении, Линде разработал исключительно простой метод сжижения газов. В 1902 г. Ж. Клод предложил метод производства жидких газов, в том числе жидкого воздуха, путем изоэнт-ропного расширения сжатых газов (расширения с отдачей внешней работы). Этому открытию предшествовали кропотливые исследования Кальете, Пнкте, Витковского и многих других ученых. Вслед за тем Линде создал конструкцию ректификационной колонны двойного действия, позволяющую достигать почти 100%-ного выхода чистых азота и кислорода. Если до этого времени [c.18]

Цикл с однократным дросселированием. Эффект Джоуля-Томсона в сочетании с про-тивоточным теплообменом между сжатш и дросселированным газом был использовав первоначально Линде для охлаждения воздуха до температуры ниже критической и последующего ожижения. Как уже указывалось, обязательным условием при этом является непрерывность процесса дросселирования и предварительного охлаждения дросселируемого газа до температуры ниже инверсионной. [c.52]

ЭТО работа за счет использования внутренних межмолекуляр-ных сил газа она проявляется в охлаждающем эффекте Джоуля—Томсона и выражается разностью энтальпий воздуха при давлениях температуре Т . Вторая часть — это внешняя работа детандера вследствие расширения в нем газа ее эффект охлаждения выражается уменьш ением энтальпии 1 кг газа при изэнтропном расширении в детандере от давления р и температуры Гг-до давления и температуры Гг по линии 3—4 (рис. 2). Разность энтальпий = 1 — [c.10]