Стирлинга, обратный

Цикл газовой регенеративной холодильной машины ХГМ (обратный цикл Стирлинга). Этот цикл положен в основу холодильной машины фирмы Филипс (Голландия). [c.301]

Основу рабочего процесса ХГМ составляет так называемый обратный цикл Стирлинга . Впервые основная идея процесса — разместить теплообменные поверхности для тепловой связи с источниками теплоты высокого и низкого потенциала, а также регенератор, внутри поршневого пространства машины — была предложена Р. Стирлингом еще в 1816 г., т. е. еще до работы С. Карно. Запатентованный Стирлингом двигатель внешнего сгорания, работавший на горячем воздухе, содержал все элементы, необходимые для реализации цикла. В 1834 г. Д. Гершель указал на возможность использования цикла Стирлинга для получения холода. Несмотря на то, что отдельные реализованные образцы, в частности двигатель Д. Эриксона (1833 г.) и холодильная машина А. Кирка (1863 г.), работали достаточно успешно, в развитии машин с совмещенным замкнутым циклом наступил почти столетний перерыв. Эти машины родились слишком рано и незаслуженно были 160 [c.160]

Схема устройства, в котором теоретически можно осуществить полностью совмещенный холодил ный цикл (обратный цикл Стирлинга, или цикл Кирка-Стирлинга), показана на фиг. 1. Пространство, в котором находится рабочее тело (холодильный агент), ограничено цилиндром 1 и двумя поршнями — компрессорным 2 и детандерный 3. В рабочем пространстве расположен регенератор 4, отделяющий полость сжатия 5 от полости расширения 6. В теоретическом цикле процессы в полостях сжатия и расширения протекают изотермически — соответственно при температуре окружающей среды То, с. и на температурном уровне Т , на котором производится и потребляется холод. Теплообменники 7 (холодильник) и 8 (конденсатор) обеспечивают внешний энергообмен рабочего тела в тепловой форме, а поршни — в механической. Энергетический баланс рассматриваемого устройства [c.166]

Весьма перспективна разработка крионасосов на базе газовых холодильных машин. Применение указанных криогенных систем открывает большие возможности в создании малогабаритных, автономных и эффективных устройств откачки. Причем для этих целей могут быть использованы как машины, работающие по обратному циклу Стирлинга, так и машины, построенные по принципу низкотемпературного теплового насоса. [c.110]

Фиг. 1. Принципиальная схема устройства проведения обратного цикла Стирлинга

Машина, работающая по обратному циклу Стирлинга [c.268]

В машине, работающей пэ обратному циклу Стирлинга, нет собственных потерь, что определяется ее принципиальными особенностями, а есть только технические по е- [c.270]

Для получения криогенных температур при небольшой хладопроизводительности используются газовые холодильные машины (ГХМ), работающие по обратному циклу Стирлинга без совершения внешней работы [28]. [c.281]

В некоторых работах [40, 50, 60] наряду с ми-ни-заводами, предназначенными для получения СПГ, предлагается использовать ожижительные установки на базе криогенных газовых машин (КГМ). В настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью выпускается ряд таких установок, работающих по обратному циклу Стирлинга. Они обычно используются в системах пере-конденсации паров, испаряющихся жидких криопродуктов, в крупных хранилищах кислорода и некоторых других жидких криопродуктов, а также в воздухоразделительных установках (ВРУ) малой производительности. Так, отечественные КГМ ЗИФ-1000 и КГМ-9000/80 [113] используются в азотных ВРУ типа ЗИФ-1002 и Аж-0,05 производительностью соответственно 10 и 65 л/ч жидкого азота. [c.377]

Принципиальная особенность КГМ Стирлинга — совмещение в одном устройстве процессов сжатия и расширения рабочего тела, теплообмена между прямым и обратными потоками гелия, а также внешнего теплообмена с охлаждаемым объектом и с окружающей средой — обусловливает их компактность и высокую термодинамическую эффективность. Обобщенная для всех КГМ Стирлинга схема представлена на рис. 10.5. [c.803]

ГХМ, которая эффективно работала по обратному циклу Стирлинга (рис. 139), создана фирмой Филипс (Голландия). [c.161]

В СССР выпускается машина ЗИВ-1000, работающая по обратному циклу Стирлинга. В сочетании со специальной ректификационной колонной мащина ЗИВ-1002 обеспечивает производительность 10 дм /г жидкого азота. [c.302]

Криогенная газовая машина обеспечивает получение холода на температурном уровне 77 К работает по обратному циклу Стирлинга (рабочее тело — гелий). Ромбический механизм движения машины обеспечивает полное уравновешивание инерционных сил. [c.47]

При разработке конструкции холодильно-газовой машины, работающей по обратному циклу Стирлинга, предпочтение было отдано схеме с вытеснителем, шток которого проходит через основной поршень(фиг. 3, а). По мнению специалистов фирмы Филипс, эта схема обладает известными преимуществами. Действительно, благодаря тому, что разность давлений по обе стороны вытеснителя невелика, холодную полость легко уплотнить кроме того, вытеснитель работает с малым трением, что способствует уменьшению механических потерь в машине. [c.169]

Таким образом, блестящая идея Стирлинга сводилась к тому, чтобы периодически с помощью придуманного им простого устройства - вытеснителя переталкивать газ из холодной зоны цилиндра в теплую и обратно. Остальное совершалось автоматически при нагревании давление газа повышалось, и он давил на поршень, производя работу, а при охлаждении -понижалось, и поршень вдвигался обратно. Работа определялась разностью между той работой, которая отдавалась на вал при расширении горячего воздуха (движение поршня вниз), и той, которая затрачивалась при сжатии холодного (движение поршня вверх). На передвижение вытеснителя работа почти не тратилась, так как он двигался почти без сопротивления (воздух легко проходил через зазор между ним и цилиндром, поэтому давления над ним и под ним мало различались). [c.296]

Рис, 3,18, Обратный цикл Стирлинга [c.64]

Криогенные машины, работающие по обратному циклу Стирлинга, особенно полезны и эффективны для переконденсации насыщенного пара, образующегося при испарении жидких криопродуктов. В этом случае с наименьщей необратимостью используется мощность машины теплота передается при постоянной температуре и с постоянным, по возможности минимальным, температурным напором. [c.66]

Криогенные устройства с малой холодильной мощностью (микрокриогенная техника). Для повышения эффективности некоторых радиоэлектронных устройств необходимо Их охлаждать до низкой температуры. Поскольку эти устройства весьма миниатюрны, требуемая холодильная мощность мала — несколько ватт и меньше. Для этой цели оказались удобными миниатюрные криогенные устройства, работающие как по дроссельным и детандер-ным схемам, так и по обратному циклу Стирлинга, одноступенчатые и двухступенчатые [45, 46]. В таких машинах получение температур 30—40 К обеспечивается одноступенчатой машиной. Для получения температур 20 К и ниже необходимы двухступенчатые машины. [c.66]

Широкое распространение получили также микрокриогенные газовые машины, работающие по обратному циклу Стирлинга. Подробно об этих машинах см. в [165]. [c.321]

Использование регенераторов в,газовых холодильных машинах рассмотрим на примере установки, работающей по обратному циклу Стирлинга (рис. 3.6). [c.164]

Для сжижения неона может быть применена двухступенчатая газовая холодильная машина, работающая по обратному циклу Стирлинга [55]. [c.164]

Принципиальная схема криорефрижератора, работающего по обратному циклу Стирлинга, показана на рис. 9.20 для тех же четырех фаз, что и на рис. 9.18. Он состоит из цилиндра I, в котором помещены вытеснитель V и теплый поршень II. Как поршень, так и вытеснитель могут приводиться в движение через свои штоки (шток вытеснителя пропущен внутри поршня //). Регенератор VI соединен с теплой полостью а цилиндра через холодг1ль-ииь VII п с холодной Ь через нагреватель IV. Теплая зона окружена гакже охлаждающим устройством III. [c.269]

Зависимость затраты мошностп М, холодопроизводительности <Зо, эксергетической холодопроизводительности Ое И КПД 1]е от температуры То показана на графике рис. 9.21. Видно, что 11,.. машины, работающей по обратному циклу Стирлинга, как и у всех других газовых установок с регенерацией, имеет максимум, соответствующий наиболее выгодной температурной зоне. В этой области (120—180 К) значение у машин средней производительности Вт) превышает 40%. [c.270]

Газовые криогенные машняы, работающие по обратному циклу Стирлинга, выпускаются а разные холодопроизводительности Со (от долей ватта до десятков кнло.затт) и температурные уровни Та (от 120 до 8—10 К). Получение температур Т о ниже примерно 50 К в Г (М и других системах с нестационг рны-ми потоками связано с двумя трудностями. [c.272]

Последние годы в криовакуумной технике расширяется применение газовых холодильных машин (ГХМ). Это связано с тем, что ГХМ компактны и обладают высокой эффективностью. Существует большое число разных типов поршневых ГХМ, однако наибольшее распространение получили системы, работающие по обратному циклу Стирлинга и по циклу низкотемпературного теплового насоса. [c.101]

Акулов Л.А., Борзенко Е.И, Пахомов О.В. Установки для сжижения природного газа с применением криогенной газовой машины, работающей по обратному циклу Стирлинга // Тр. П Междунар. науч.-техн. конф. Низкотемпер. и пищевые технологии в XXI веке . СПб., 2003. С. 6-8. [c.409]

Совершенно очевидно, что в ближайшее время применение КГМ Стирлинга в установках по сжижению ПГ получит дополнительный импульс в связи со значительными успехами, достигнутыми отечественными и зарубежными учеными в области проектирования и создания новых высокоэффективных многощшиндровых машин Стирлинга прямого и обратного циклов. [c.806]

На рис. 10.13 представлена установка для переконденсации выпара СПГ с КГМ Стирлинга (Патент РФ № 2154783). В состав установки входит КГМ Стирлинга 1, теплоизолированная емкость для хранения СПГ 2 с конденсатором, линия слива сжиженного выпара 3, сосуд Дьюара 4, насос высокого давления 5, обратный клапан б, линия газообразного вьшара 7, заборное устройство 8, предохранительный клапан 9, дроссельный клапан 10, расширительная емкость 11. [c.814]

За счет внешних теплопритоков в верхней части емкости 2 образуется выпар сжиженного ПГ. При достижении определенного давления срабатывает предохранительный клапан 9, что служит сигналом для включения холодильной машины 1. В результате этого по линии 7 газообразный выпар высокого давления через заборное устройство 8, предохранительный клапан 9 и дроссельный клапан 10, ъ котором предварительно расширяется и охлаждается, поступает в расширительную емкость 11, а затем в конденсатор КГМ Стирлинга 1, где происходит его переконденсация. Переход выпара в жидкую фазу в конденсаторе КГМ 1 создает необходимый перепад давлений в линии 7. Затем сжиженный вьшар по линии 3 сливается в сосуд Дьюара 4 и насосом повышенного давления 5 через обратный клапан 6 подается в теплоизолированную емкость 2 в виде сжиженного газа. [c.815]

В состав з становки входит КГМ Стирлинга 1, замкнутый контур азота 2, контур переконденсации вьшара сохраняемого сжиженного газа 5. Замкнутый азотный контур 2 проходит через конденсатор КГМ Стирлинга 1 и включает в себя сосуд Дъюара 4, насос высокого давления 5, конденсирующий змеевик 6, расположенный в теплоизолированной расширительной емкости 7, дроссельный клапан 8. Контур переконденсации выпара сохраняемого СПГ 3 проходит через теплоизолированную расширительную емкость 7 и состоит из теплоизолированной емкости для хранения СПГ 9, предохранительного клапана 10, дроссельного клапана 11, регулирующих клапанов 12, 13, расположенных соответственно перед и после теплоизолированной расширительной емкости 7, обратного клапана 14. Для подсоединения других емкостей для хранения СПГ с их контурами переконденсации выпаров предусмотрены подсоединяющие регулирующие клапана 15, 16 (на рисунке показан лишь один контур). [c.816]

Основные циклы и их изображение в диаграмме Т—5. К основным циклам, по которым работают газовые холодильные машины, относятся обратный цикл Стирлинга, Гиффорда—Мак-Магона и Вюлемье—Т акониса. [c.158]

Насосы с криогенераторами используются для получения относительно невысокой быстроты откачки. Этот способ охлаждения удобен там, где возникают затруднения с доставкой жидких хладоагентов со стороны. С этой точки зрения целесообразным является использование криогенераторов, работающих по обратному циклу Стирлинга. С помощью одноступенчатых машин получают температуры около 50 К, с помощью двухступенчатых— 20 К, при этом время выхода на температурный уровень составляет 10—15 мин. Криогенераторы, работающие по циклу Мак-Магона, обеспечивают такой же температурный уровень, однако имеют более длительное время выхода на режим (более 1 ч). [c.59]

Криогенераторы работают по принципу обратного цикла Стирлинга или холодильных циклов Джиффорда— Мак-Магона и Такониса и отличаются тем, что рабочее тело совершает свой цикл, оставаясь в газовой фазе. Насосы с криогенераторами более экономичны, так как здесь холод используется непосредственно в месте его получения. [c.90]

В гелиоэнергетической установке с двигателем Стирлинга параболическое зеркало концентрирует солнечные лучи и направляет их в поглощающую полость двигателя. Порщни совершают возвратнопоступательное движение с частотой, определяемой конструкцией двигателя. Генератор вырабатывает электрическую энергию заданных параметров в зависимости от ее назначения. Двигатель представляет собой замкнутый цилиндр, наполненный сжатым газом, чаще всего гелием. Этот рабочий газ, расширяясь при нагреве и сжимаясь при охлаждении, приводит в движение поршень и перемещается между холодной и горячей полостями внутри двигателя. Газ действует и как пружина, останавливая поршни в крайних положениях и толкая их обратно. При исходном положении рабочего поршня газ течет из расширительной горячей полости через нагревательные трубки, в которых нагревается аккумулированным солнечным теплом. Затем он проходит через регенератор, которому отдает часть своего тепла, и далее через сребренный теплообменник, где еще больше охлаждается перед входом в холодную компрессионную полость. Ребра теплообменника охлаждает циркулирующая вода в трубках теплообменника она испаряется и снова конденсируется. Мембранный воздушный насос работает синхронно с циклом двигателя он нагнетает воздух, который охлаждает холодильные трубки с водой и генератор переменного тока. Генератор состоит из статорной обмотки и постоянного магнита на поршне-вытеснителе двигателя. При каждом ходе поршня магнит изменяет магнитное поле около статорной обмотки, в ней индуцируется электрический ток. В России разработан рабочий проект солнечной электростанции комбинированного типа с солнечными батареями и двигателем Стирлинга общей мощностью до 5 МВт. Для сооружения СЭС выделена территория на Кавказских Минеральных водах в районе г. Кисловодск рядом с первой в России гидростанцией, построенной на реке Подкумок в 1903 г. [c.312]

Наиболее интересными и плодотворными в микрокриогени-ке оказались два направления обратные циклы Стирлинга [c.293]

В связи с изобретением вытеснителя Стирлинг впервые ввел в технику и другое устройство, которое затем оторвалось от машины Стирлинга и зажило самостоятельной жизнью проникнув во многие отрасли техники. Более того, люди забы ли не только о том, откуда оно появилось, но и фамилию то го, кто его изобрел. Этим устройством является тепловой ре генератор (или регенератор тепла). Началось с того, что Стир линг заметил при работе его двигателя воздух, проходя через кольцевой зазор между вытеснителем и цилиндром из холодной зоны в горячую и обратно, в первом случае несколько нагревался, а во втором - охлаждался. Причина этого была очевидна горячий воздух, проходя в зазор, нагревал как стенку цилиндра, так и вытеснитель, а сам охлаждался холодный воздух, напротив, встречаясь с горячими стенками, нагревался, охлаждая их, и т.д. [c.297]

Рис. 8.4, Работа машины Стирлинга в криог о ом варианте (обратный цикл Стирлинга)

Цикл криогенной газовой машины (КГМ) — обратный цикл Стирлинга [214, 294] (рис. 3.18), Схема машины. Между поршнями В (так называемая теплая сторона машины) и А (так называемая холодная сторона) расположен регенератор Я (теплоаккумулирующая масса). Газ, идущий из теплой полости в холодную, охлаждается в регенераторе при обратном ходе газ нагревается в регенераторе, В цикле осуществляются следующие процессы / — изотермическое сжатие 1-2 (теплота отводится охлаждающей водой) II — изо-хорное охлаждение 2-3 (при прохождении через регенератор) III — изотермическое расширение 8-4 с отдачей на сторону работы (теплота Q2 подводится от охлаждаемого тела) IV—изохорное нагревание [c.64]

При получении криотемператур термохолодильные элементы могут использоваться как последняя ступень охлаждения е сочетании, например, с машиной, работающей по обратному циклу Стирлинга. Интересно отметить, что для сплава висмут-сурьма при 77 К г—4,8-10-3 к -, в то время как при 300 К г=1,8-10-з К- [223], Сплав может эффективно использоваться в области криотемператур. [c.72]

Для сжижения воздуха успешно используют криогенные газовые машины (КГМ), работающие по обратному циклу Стирлинга (см. разд. 3). Впервые удачную констукцию такой машины разработали [c.307]

Установки на основе цикла Вюлемье (цикл сочетает прямой и обратный циклы Стирлинга) распространения пока не получили из-за их относительно больших массово-габаритных показателей. [c.321]

Существенное уменьшение испаряемости жидкого гелия от теплопритоков из окружающей среды может быть получено применением криогенных газовых машин для охлаждения экранов, опор, токовводов и т. п. (см. 12.7). Так. например, использование двухступенчатой криогенной машины, работающей по обратному циклу Стирлинга и вырабатывающей холод на температурных уровнях 77 и 20 К, позволило уменьшить испарение жидкого гелия из цилиндрического криостата с 0,15 до 0,006 л/ч Г929]. [c.366]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология