Турбодетандер адиабатический

Воздух нельзя превратить в жидкость при атмосферном давлении, так как критические температуры N2 и О2 соответственно равны —147 и —119°С, по-, этому для сжижения требуется сильное охлаждение. Его достигают, заставляя сжатый воздух совершать работу в адиабатических условиях (без теплообмена с окружающей средой) и, в заключительном этапе, дросселированием — расширением при выходе иэ узкого отверстия. Прн дросселировании происходит охлаждение в результате работы против действия межмолекулярных пан-дер-вааль-совых сил. Для сжижения воздуха применяют различные установки, действие которых основано на указанных принципах. Используют и турбодетандер П. Л. Капицы — машину, которая работает при сравнительно небольших давлениях и отличается высоким к. п. д. [c.393]

Значительно более эффективным является расширение предварительно сжатого в изотермических условиях воздуха с совершением внешней работы. В этом случае расширение протекает в адиабатических условиях, без теплообмена с окружающей средой в поршневой или турбинной машине (поршневом или турбодетандере). При таком процессе разность ДТ и холодильный эффект, создаваемый детандером, в несколько раз выше, чем при дросселировании. Применение детандера не исключает того, что часть сжатого воздуха дросселируется. Тогда суммарное понижение температуры определяется как [c.231]

Газ из сепаратора 7 направляется в турбодетандер 9, где он адиабатически изоэнтропийно расширяется до давления около [c.189]

Дросселирование и адиабатическое расширение газа в турбодетандере осуществляется за счет движения газа в трубах и каналах переменного поперечного сечения. Для определения температуры, давления и степени пересыщения смеси в этих устройствах необходимо провести соответствующие газодинамические расчеты. Ниже изложен подход к проведению подобных расчетов, основы которых содержатся в [5]. Пусть в некотором сечении трубы заданы скорость С/,, давление р,, температура Г,, плотность газа р , и площадь поперечного сечения 5,. Задан также закон изменения площади поперечного сечения по длине трубы S(x). Рассмотрим произвольное сечение трубы Sj. Газодинамические параметры в этом сечении определяются из одномерных уравнений сохранения расхода, количества движения, энергии и состояния газа [5]. [c.381]

Падение температуры, вызываемое расширением воздуха в дроссельном вентиле, меньше падения температуры в результате адиабатического расширения воздуха в детандере при одинаковом в обоих случаях перепаде давлений. Однако из-за возможности возникновения гидравлических ударов в цилиндре поршневого детандера и опасности эрозии лопаток турбодетандера ПОД действием капель сжиженного газа стремятся не охлаждать зоз дух в этих .машинах до точки р Осы. По этой причине снижение температуры в результате адиабатического расширения воздуха необходимо использовать для охлаждения и сжижения другого газового потока, находящегося под давлением. [c.395]

Более целесообразно применение адиабатического расширения метано-водородной смесп, уходящей из конденсатора или колонны. При расширении в турбодетандере температура газа снижается до —130 --140° С и ниже нри этом оставшийся в газе этилен переходит в конденсат и соответственно увеличивается степень извлечения этилена. Полученный при детандировании холод может быть использован в системе для охлаждения различных потоков. При применении детандирования может быть рекуперирована также значительная часть энергии сжатия нирогаза. [c.100]

Кислородная установка БР-1 низкого давления. В настояшее время для получения больших количеств так называемого технологического (96—98%-ного) кислорода, используемого в металлургических процессах, для газификации твердого топлива и др., широко применяются установки низкого давления (6—6,5 йт) с регенераторами и турбодетандером. В таких установках применяются турбодетандеры реактивного действия, впервые разработанные акад. П. Л. Капица в 1937 г. Реактивный турбодетандер имеет высокий адиабатический к. п. д. (0,82—0,83). Крупная становка БР-1 для получения технологического кислорода работает по циклу низкого давления и рассчитана на выработку 12 500 м 1ч 96—98%-ного кислорода. [c.218]

Второй способ, применяемый преимушественно в крупных установках, — адиабатическое расширение газа в расширительной машине (поршневом или турбодетандере) с совершением работы над поршнем или ротором. При прочих равных условиях охлаждение этим способом более эффективно и может происходить при меньших давлениях. [c.52]

Адиабатический перепад в турбодетандере III [c.167]

При дросселировании энергия газа расходуется только на первый и второй виды работы, поэтому степень охлаждения газа незначительна третий вид работы также производится газом, но. это не влияет на понижение его температуры, так как работа затрачивается на преодоление трения при прохождении газа через дроссель и расходуемая внутренняя тепловая энергия газа возмещается возникающей теплотой трения. Иными являются условия при адиабатическом расширении газа в поршневом детандере или в турбодетандере. В этом случае третий вид р оты отдается наружу как внешняя работа расширения, а затрачиваемая на нее внутренняя теплота газа не возмещается за счет поступления ее извне. Поэтому при расширении с отдачей внешней работы газ охлаждается значительно сильнее, чем при дросселировании, так как его внутренняя энергия расходуется на все три вида работы. [c.57]

Определим выход жидкого воздуха и расход энергии в этом цикле при оптимальных условиях. Для расчета примем следующие данные абсолютные давления Pi=l/сгс/сл 2 и рг=6 кгс см Ti=293 °K адиабатический к. п. д. турбодетандера т ад.=0,8. Потери через изоляцию q =, 5 ккал/кг. Потери от недорекуперации при разности температур прямого и обратного потока воздуха на теплом конце регенератора 3 град и при количестве обратного потока газа, равном примерно 95% от количества поступающего воздуха, составят /иед.=0,95-0,24-3 0,7 ккал/кг. [c.83]

Температуру перед турбодетандером примем равной 117 °К и адиабатический к. п. д. турбодетандера т,ад =0,8. По диаграмме S—T имеем [c.117]

В турбодетандере активного типа газ полностью расширяется в направляющих соплах. При этом он приобретает максимальную скорость и вся энергия расширившегося газа передается рабочему колесу путем воздействия скоростного напора воздуха на лопатки колеса. Таким образом, в турбодетандерах активного типа требуются очень высокие скорости истечения газа из сопел. Вследствие этого потеря энергии на трение рабочего колеса о воздух, на преодоление центробежных сил и на удар при входе струи в лопатки рабочего колеса достигает значительной величины и составляет 30—50% общего количества энергии сжатого воздуха. Поэтому адиабатический к. п. д. активных турбодетандеров обычно равен 0,5—0,7 в зависимости от режима их работы. [c.363]

Адиабатический к. п. д. турбодетандера зависит от соотношения между используемым и располагаемым адиабатическими теп- [c.371]

Рис. 145. Изменение адиабатического к. п. д. активно-реак-тивного турбодетандера в зависимости от изменения используемого адиабатического теплоперепада (по данным ВНИИКИМАШ).

Иными являются условия при адиабатическом расширен газа в поршневом детандере или в турбодетандере. В этом случае третий вид работы отдается наружу как внешняя работа расширения, а затрачиваемая на нее внутренняя теплота газа не возмещается поступлением ее извне. Поэтому при расширении с отдачей внешней работы газ охлаждается значительно сильнее, чем [c.56]

На диаграмме 5—Т этого цикла (см. рис. 2.20,6) изотермическое сжатие воздуха до абсолютного давления /72=6—7 кгс/см изображается горизонтальной линией 1—2, а охлаждение в регенераторах до состояния 3 — изобарой 2—3, соответствующей давлению р2. По линии 3—4 происходит расширение воздуха в турбодетандере до абсолютного давления pi = l кгс/см , причем линия 3—4 соответствует адиабатическому процессу расширения, а линия 3—-I— действительному. Конденсация оставшейся части воздуха, не проходившей через турбодетандер, протекает по линии 3—5—6. Линия постоянной энтальпии 6—7 соответствует процессу дросселирования воздуха, сжиженного в конденсаторе. Образующиеся при дросселировании пары жидкого воздуха смешиваются с потоком воздуха из турбодетандера и через трубки конденсатора поступают в регенератор, охлаждая его насадку при этом они сами нагреваются до первоначальной температуры Ti по линии 7—4—1 постоянного давления pi. [c.80]

Как известно, запас энергии газа определяется адиабатическим теплоперепадом между состоянием газа на входе в турбодетандер и выходе из него. В активно-реактивном турбодетандере этот перепад распределяется между направляющим аппаратом и рабочим колесом. Отношение адиабатического теплоперепада, используемого в рабочем колесе, к общему располагаемому адиабатическому теплоперепаду турбодетандера называется степенью реактивности. [c.372]

Эффективность турбодетандера характеризуется его адиабатическим к. п. д. на расчетном режиме, обычно достаточно высоким. Адиабатический к. п. д. современных промышленных турбодетандеров выше 80%. Однако, как показывает опыт эксплуатации установок, турбодетандеры практически не работают в расчетных условиях, поэтому их к. п. д. во время эксплуатации меньше расчетного. [c.4]

Фиг. 2. Зависимость адиабатического к. п. д. реактивного турбодетандера от изоэнтропийного теплоперепада.

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]

Процесс 2—1 обратный по отношению к сжатию 1—2 пар адиабатически расширяется, производя работу, и давление его падает от 10 до 4-10 Па. Такой процесс происходит, например, в турбодетандере пар раскручивает турбинку и выходит резко охлажденный. Если сжатый пар пропустить через отверстие (процесс 2—9), то давление его упадет, а часть энергии перейдет в теплоту (энтропия возрастет). Энтальпия при этом не изменяется h — h ). Такой процесс (h = onst) называют дросселированием. При дросселировании пара температура снижается примерно на 1/4 °С при падении давления на 0,1 МПа. Снижение температуры при дросселировании значительно меньше, чем при адиабатическом расширении с отдачей работы. [c.40]

Определяем адиабатические теплоперепады и температуры перед детандерами. Адиасатическнй теплоперепад в турбодетандере / при расширении с 6 до [c.166]

На диаграмме 5—Т этого цикла изотермическое сжатие воздуха до абсолютного давления Ра=6—7 кгс1см изображается горизонтальной линией 1—2, а охлаждение в регенераторах до состояния 3—изобарой 2—5, соответствующей давлению р,- По линии 3—4 происходит расширение воздуха до абсолютного давления Р5 = 1 кгс1см в турбодетандере, причем линия 3—4 соответствует адиабатическому процессу расширения, а линия 3—4—действительному. Конденсация оставшейся части воздуха, не проходившей через турбодетандер, протекает по линии 3—5—6. Линия постоянной энтальпии 6—7 соответствует процессу дросселирования воздуха, сжиженного в конденсаторе. Образующиеся при дросселировании пары жидкого воздуха смешиваются с потоком воз- [c.82]

Как известно, запас энергии газа определяется располагаемым адиабатическим теплоперепадом между состоянием газа на входе в турбодетандер и на выходе из него. В активно-реактивном турбодетандере этот перепад делится между направляющим аппаратом и рабочим колесом. Отношение адиабатического теплопере-пада, используемого в рабочем колесе, к обш ему располагаемому адиабатическому теплоперепаду турбодетандера называется степенью реактивности. Следовательно, если располагаемый теплоперепад делится поровну между направляющим аппаратом и рабочим колесом, степень реактивности равна 0,5. Чем больше часть теплоперепада, используемая в рабочем колесе, тем выше степень реактивности. Потери энергии в радиальном активно-реактивном турбодетандере зависят от степени реактивности и будут наименьшими при степени реактивности 0,4—0,5. [c.367]

Рис. 146. Зависимость адиабатического к. п. д. активнореактивного турбодетандера от числа оборотов и степени парциальности (отношения дуги, занятой работающими соплами, к длине окружности, на которой размещены сопла). По опытам ВНИИКИМАШ для условий работы турбодетандера расход воздуха в стандартных условиях 3300 лг /ч абсолютное давление р, = 4,7 кгс/с.и рг=

Адиабатический к. п. д. турбодетандера зависит от соотношения между используемым и располагаемым адиабатическими теп-лоперепадами (отсчитанными при постоянной энтропии). В установках низкого давления располагаемый теплоперепад определяется разностью давлений в нижней и верхней колонне (за вычетом потерь давления в коммуникациях). Как видно из рис. 6.25, к. п. д. резко понижается при уменьшении используемого теплоперепада по сравнению с расчетным, что характерно для принудительного дросселирования воздуха перед турбодетандером с целью уменьшения его холодопроизводительности. Влияние дросселирования на понижение к. п. д. можно уменьшить, если так рассчитать турбодетандер, чтобы наивысший к. п. д. достигался при нагрузке, равной 75% от максимальной тогда при дросселировании до этих пределов нагрузки к. п. д. турбодетандера почти не снижается. [c.377]

Рис. 6.26. Зависимость адиабатического к.п.д. активно-реактивного турбодетандера от числа оборотов и степени парциальности (отношения дуги, занятой работающими соплами, к длине окружности, на которой размещены сопла). Опытные данные для работы турбодетаидера расход воздуха в стандартных условиях 3300 Л1 / , абсолютное давление Рх = 4,7 кгс/сж, р —, 2 кгс см , il = —145°С (ВНИИкриогенмаш).

Различного рода отогревы носят характер сравнительно кратковременных тепловых нагрузок. Таким образом, сумма всех тепловых потерь существенно изменяется во времени и зависит от температуры окружающей среды, качества изготовления установки и условий ее эксплуатации. Изменению во времени потерь холода должно соответствовать и изменение общей холодопро-изводительности установки. Поскольку часть холода, создаваемая за счет изотермического дроссель-эффекта, практически неизменна, то все изменение холодопроизводительности происходит вследствие изменения холодопроизводительности турбодетандера. Хо-лодопроизводительность в существующих конструкциях может изменяться только в сторону уменьшения дросселированием газа на входе в турбодетандер. При дросселировании газа, т. е. искусственном понижении давления на входе в турбодетандер, давление на выходе не регулируется и определятся давление.м Б верхней колоне. Дросселирование газа, очевидно, приводит к уменьшению изоэнтропийного теплоперепада турбодетандера Л/, определяемого давлением газа до и после турбодетандера, и связано с изменением расхода газа через детандер и его адиабатического к. п. д. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология