Охлаждение посредством расширения газ

В типичном современном (1978 г.) [206] процессе ожижения водорода имеются три индивидуальных технологических потока поток продукта, поток рециркулирующего водорода и поток холодного азота. Два последних потока обеспечивают охлаждение, необходимое для ожижения продукционного потока. Азот, который поставляется частично в жидком виде, а частично в виде холодного газа, обеспечивает охлаждение до 80 К. Охлаждение ниже 80 К осуществляется посредством рециркуляции водорода — за счет работы расширения. При этом используются турбины, работающие на двух температурных уровнях, и дросселирование по методу Джоуля — Томпсона для окончательного охлаждения продукта. [c.99]

Методы охлаждения. В широком значении слова охлаждение является наукой и искусством получения и поддержания температур ниже температуры окружающей среды. Низких температур можно достигнуть различным путем, а именно 1) с помощью фазовых превращений, сопровождающихся поглощением тепла, например посредством парообразования воды или аммиака, плавления льда или растворения соли 2) расширением сжатого газа или пара, при котором совершается внешняя работа 3) дросселированием 4) десорбцией газа 5) размагничиванием твердого тела 6) пропусканием электрического тока через спай двух металлов (эффект Пельтье). Действительно, любое обратимое изменение, включающее затрату работы, можно использовать для отвода теплоты и получения низких температур. Метод 1 чаще всего применяется для промышленного [c.482]

Рис. 85. Процесс охлаждения посредством расширения газа.

Рис. 86. Цикл охлаждения посредством расширения газа на диаграмме температура — энтропия.

Расширение 8 аппарата было заполнено толченой серой между двумя пробками из стеклянной ваты, в фарфоровую трубку 4 была введена спираль из не бывшей еще в употреблении платиновой проволоки, толщиной 1 мм и длиной 1.2 м, и трубка была нагрета в электрической печи до 800—900° при пропускании около 15 см водорода в минуту. В то время как при пропускании влажного водорода образование сернистого свинца имело место вскоре после того, как температура трубки достигла требуемой высоты, с водородом, предварительно охлажденным посредством жидкого воздуха, реакция наступала на 10—15 минут позже. По прошествии 20 минут кран 9 был закрыт стаканчик 11 был снят, реактивная бумажка в нем была заменена свежей, и операция была продолжена до полного прекращения образования сернистого свинца, на что потребовалось около [c.310]

В установке двух давлений с предварительным аммиачным охлаждением и турбодетандером количество воздуха высокого давления составляет всего примерно 4% общего количества перерабатываемого воздуха.. Однако наличие и небольшого количества воздуха высокого давления приводит к значительным усложнениям состава оборудования и условий эксплуатации установки. Поэтому возникла и была успешно решена задача полного исключения из установок воздуха высокого давления,, т. е. были созданы такие установки, в которых за счет сжатия в турбокомпрессоре воздуха примерно до 6 ата обеспечивается не только процесс разделения, но и покрытие холодопотерь посредством расширения, части сжатого газа в турбодетандере. [c.174]

Единственное отличие заключается в том, что расширительный сосуд имеет внутри запорный орган, посредством которого при повышении давления (расширении объема) вода спускается в сосуд, а при охлаждении системы (благодаря созданию вакуума) она поступает назад в систему (фиг. 206). [c.295]

Термодинамическая эффективность процесса дросселирования, характеризуемая величиной изоэнтропийного КЦЦ, равна нулю. Охлаждение газа происходит только за счет.того, что его свойства при термобарических параметрах разрабатываемого месторождения отличаются от свойств идеального газа, и коэффициент Джоуля-Томсона имеет положительное значение. С точки зрения практической реализации это наиболее простой процесс. Он осуществляется посредством таких устройств как штуцер, вентиль, задвижка, эжектор и т.п. Это является основным и единственным преимуществом процесса изоэнтальпийного расширения газа. [c.4]

В зависимости от уровня температуры и применяемых хладагентов различают естественное и искусственное охлаждение. При естественном охлаждении достигаемая температура определяется температурой окружающей среды — воды, воздуха, льда. В зависимости от времени года температура речной воды изменяется от 4 до 25 °С, артезианской — от 8 до 15 °С температура оборотной воды примерно равна 30 °С. Воздух имеет большую, чем вода, разницу сезонных температур. Оборотную воду охлаждают в градирнях воздухом. Отходящие продукты на нефтеперерабатывающих заводах охлаждают водой и воздухом в поверхностных теплообменных аппаратах. Искусственное охлаждение осуществляют в основном двумя способами посредством отвода тепла испаряющимися низкокипящими жидкостями — хладагентами (до 393 °С) и понижения температуры вследствие расширения предварительно сжатых газов (ниже 393 °С) путем простого дросселирования или расширения с совершением внешней работы в турбодетандерном агрегате. В качестве испаряющихся хладагентов применяют сжиженные газы аммиак, пропан, этан. В технологических установках, где применяют искусственное охлаждение, холод отходящих продуктов регенерируют, используя их как хладагенты для начального охлаждения поступающего сырья. [c.120]

Кельвин независимо от Клаузиуса высказал следующее положение Невозможно посредством неодушевленного материального деятеля получить от какой-либо массы вещества механическую работу путем охлаждения ее ниже температуры самого холодного из окружающих предметов . И эта формулировка встретила возражения. Например, если газ при температуре воздуха подвергается давлению в термически изолированном цилиндре, а затем ему дают расшириться, преодолевая внешнюю силу, то будет производиться работа, и газ охладится значительно ниже температуры среды. Однако такой процесс не может беспрерывно давать работу любая попытка сделать го непрерывным означает, что газ должен быть возвращен к своему исходному состоянию (т. е. процесс должен быть круговым), а это удет требовать затраты определенного количества работы, по меньшей мере равного работе, получаемой при расширении. [c.96]

Для этого метода охлаждения также имеется предел, так как начальное состояние вещества должно быть таким, чтобы при изотермическом расширении его энтальпия увеличивалась. Это условие при комнатной температуре удовлетворяется всеми веществами, за исключением водорода и гелия. Как следует ожидать на основании теоремы соответственных состояний, даже эти два газа можно сжижить с помощью дросселирования, если начальная температура поддерживается на некотором более низком уровне посредством внешнего охлаждения (около 100° К для водорода и 20° К для гелия). [c.526]

В процессе, использованном в Кливленде [43] для сжижения натурального газа, имеется каскад нз двух веществ — этилена и аммиака, которые охлаждают газ примерно до—88° С. Так как жидкость хранится лишь при незначительном положительном давлении при —161°С, то ясно, что в этом случае значительная доля охлаждения должна получаться за счет самого газа. Для сжижения посредством испарения этилена последний сжимается до 42,2 ат, затем жидкость испаряется в две ступени для достижения конечной температуры), причем газ, испарившийся с обеих ступеней, используется для охлаждения жидкости перед первым дроссельным вентилем. Двухступенчатое расширение экономит мощность, потому что часть испарившегося газа должна [c.539]

Конденсационный способ образования аэрозолей — наиболее распространенный. При охлаждении пара, находящегося в воздухе, посредством смешивания с холодным воздухом или расширения образуется пересыщенный пар, который конденсируется (спонтанно или на мельчайших взвешенных частицах — ядрах конденсации) с образованием множества мельчайших капелек. Этим путем образуются атмосферные облака при подъеме теплого влажного воздуха в холодные верхние слои атмосферы, туманы при охлаждении приземного слоя влажного воздуха а вечерние часы и дымы при смешивании горячих влажных топочных газов с окружающим холодным воздухом. [c.49]

Детандеры (поршневые и турбинные —турбодетандеры) служат для охлаждения воздуха или других газов посредством их адиабатного расширения с отдачей внешней работы их применяют только в технике низких температур и разделения газовых смесей (в частности, воздуха) посредством низкотемпературной ректификации, [c.141]

Причины, вызывающие коррозию внутренних стенок баллона изнутри, обусловлены а) природой газа, т. е. его агрессивностью и химическим сродством к металлу баллона и б) наличием влаги в газе, которая после накачивания газа в баллон выделяется в виде жидкой фазы. Особенно важно отметить разрушающее влияние влаги на стенки баллона, если в последнем находится кислород, агрессивное действие которого в присутствии влаги резко возрастет. Влага в баллон попадает при его наполнении посредством кислородных компрессоров, смазываемых водой, а также в случае недостаточной или несвоевременной сепарации ее при продувке водоотделителя. Это обстоятельство укорачивает срок службы баллона. Кроме того, при отборе кислорода из баллона влага в каналах вентиля замерзает вследствие расширения и охлаждения газа. Представление о количестве влаги в кислороде, находящемся в баллоне, дает табл. 8. Для отделения влаги применяют также осушительную батарею, наполненную хлористым кальцием, силикагелем или активной окисью глинозема. [c.31]

Очевидно, что мерой совершенства процесса ожижения газа является минимально возможный расход энергии. Так как ожижение газа может быть осуществлено только посредством его охлаждения, то теоретический минимальный расход энергии может быть получен в ожижителе, в котором охлаждение и ожижение происходят по обратимому термодинамическому циклу. Такой цикл изображен на диаграмме температура — энтропия (Г —5), представленной на фиг. 1.1. Поток газа предполагается непрерывным. Поступающий в цикл газ изотермически сжимается от начального давления до конечного. Теплота сжатия отводится в окружающую среду. Вслед за изотермическим сжатием совершается процесс изоэнтропийного расширения. Работа, производимая в этом процессе в расширительной машине (детандере), используется для сжатия газа и уменьшения величины подводимой извне работы сжатия. Конечное давление выбирается таким, чтобы [c.16]

Благодаря этим свойствам стекло успешно применяется для небольших экспериментальных приборов, прочность которых не является главным требованием. При изготовлении стеклянных приборов, предназначенных для работы с низкими температурами, следует учитывать некоторые специфические требования. В момент заливки низкокипящей жидкости сосуд подвергается местному охлаждению, вследствие чего в стекле появляются температурные напряжения, которые могут вызвать трещины. Эту опасность можно уменьшить тонких стеклянных стенок без резких изменений толщины, а также посредством применения стекла с малым коэффициентом температурного расширения, например стекла с большим содержанием кремнезема. К сожалению, через такие стекла, например через стекло пирекс, диффундирует гелий, и поэтому в некоторых случаях для гелия предпочитают использовать другие сорта стекла. Однако при низких температурах диффузия гелия происходит весьма медленно, и если не допускать присутствия гелия [c.209]

Турбодетандер конструкции П. Л. Капица. В 1937 г. в Институте физических проблем Академии наук СССР была построена установка для разделения воздуха, в которой охлаждение дости-1 нется посредством расширения газа в турбодетандере конструкции [c.122]

Конструкция аппарата схематично представлена на рис. 6. Основными его элементами являются цилиндрический корпус с патрубками вывода из аппарата охлажденного расширенного газа и примыкающие к корпусу энергообменные каналы. В корпусе установлены ротор (газораспределитель) с двумя соплами, подвод активного газа в которые осуществляется через осевой канал. Для возможности вращения ротор установлен в подшипниках. Вращение осуществляется посредством электрического двигателя (на pHQ [c.38]

Производство испытания. 2 г высушенной нитроклетчатки всыпают через металлическую воронку в нагревательную трубку. Частички, приставшие к стенкам в верхней части трубки, сбрасываются посредством постукивания или при помощи перышка. После тщательной смазки пришлифованной пробки насадку вставляют в трубку и заливают водой затем трубку помещают в аппарат, предварительно нагретый до 132°. Спустя 2 часа трубки вынимают. Вследствие охлаждения вода проникает из насадки в трубку и пропитывает нитроклетчатку (если применяется насадка в виде трубки с шарообразными расширениями, то, чтобы вызвать перетекание воды в нагревательную трубку, в насадку после прекращения нагревания необходимо прилить еще некоторое количество воды). Затем трубку дополняют водой до метки, ополаскивая при этом насадку. После сильного взбалтывания содержимое трубки фильтруют через сухой фильтр в маленькую колбу. В 25 мл фильтрата после прибавления 1 мл 0,5 н. перманганата калия определяют азот по способу S hulze-Tieman п а (см. т. II, ч. 1, в. 2, [c.707]

Вертикальный разрез домны. На фундаменте убивается глина, кладутся кирпичи с продушинами и подовый камень (песчаник), составляющий дно горна е. Б горн входят фурмы V, вдувающие воздух и охлаждаемые (чтобы не сплавлялись) снаружи водою. Внутри кожуха выкла дывается самая шахта, в промежутке между ними — сухая набойка, препятствующая охлаждению и дающая возможность расширения стенкам.. Между камнями 3 п а находится отверстие для выпуска чугуна и шлаков, закрываемое камнем и глиною. В колошнике вделан цилиндр 00, ве доходящий до конической вадержки. находящейся под ним. На цилиндре оо движется другой ГГ посредством прутьев II. Это устройство назначено для правильного и полного улавливания окиси углерода, выделяю щейся из домны и ваправляющейся в трубы х. Когда засыпают руду и угол или кокс, уи линдр гг поднимают и руда падает в домну, а во все остальное время цилиндр гг опущен и гавы домны не вмходят из колошника иначе, как чрез X. [c.256]

При исследовании явления распадения амаровой кислоты нужно было определить свойство и количество отделяющегося газа для определения свойства газа смесь амарового ангидрида с едким кали вводилась в колбочку (около 3-х сантиметров в диаметре), выдутую из трудноплавкого стекла колбочка вставлялась в воздушную баню с термометром, горлышко колбочки, выставляющееся из круглого отверстия бани, соединялось посредством простой пробки и стеклянной трубочки с каучуковою трубкою, ведущей газ в ртутную ванну отделяющийся во время разогревания газ оказался чистым водородом.— Для определения количества выделяющегося водорода колбочка с определенным количеством ангидрида и едкого кали, смешанных вместе, была соединена при посредстве хорошей пробки, выходящей вовсе из бани, с трубочкой, наполненной кусочками едкого кали, а эта трубочка посредством тонкой изогнутой стеклянной трубки — с внутреннею пустотою цилиндра (разделенного на кубич. сантиметры), погруженного в ртуть, точно, как при определении азота по способу Либиха.— Перед началом опыта замечалась температура воздуха (и ртути), объем воздуха в цилиндре и барометрическое давление при разогревании, когда ртуть от расширения воздуха в колбочке и от отделяющегося газа опускалась в цилиндр, то цилиндр поднимался из ртути, так что ртуть в цилиндре и вне его держалась во все время опыта почти на одинаковой высоте смотря по движению и но быстроте падения уровня ртути в цилиндре, можно было очень близко определить температуру, при которой реакция совершается с наибольшей энергией, и видеть начало и конец реакции.—Когда отделение газа прекратилось, огонь под банею тушат при этом от охлаждения снаряда и от поглощения отделившейся воды едким кали в трубке ртуть в цилиндре поднимается, но здесь также было обращено внимание на то, чтобы уровень ртути держать по возможности на одной почти высоте в цилиндре ж вне его. Когда объем в цилиндре перестанет уменьшаться, тогда прибыль в нем газа обозначит очень близко количество отделившегося водорода в куб. сантиметрах. В двух опытах, произведенных с достаточной осмотрительностью, получены следующие результаты [c.157]

О первоначальных попытках создать воздушные (т.е. работающие посредством сжатого воздуха) холодильные машины сохранились лишь отрывочные сведения. Так, в 1755 г. немецкий изобретатель Хоэль в Хемнице (Австро-Венгрия) получил сильное охлаждение воздуха в результате его расширения с отдачей внешней работы. Примерно такие же исследования проводил в Швеции уроженец Мекленбурга Вильке (1771 г.). Это был первый, можно сказать поисковый,- период создания воздушных холодильных машин. [c.77]

Из описания к этому патенту можно видеть, что Горри усовершенствовал свою машину, заменив впрыск соленой воды в детандер погружением его в соленую воду. Патентная "формула выглядела так Процесс охлаждения или замораживания жидкости путем нагнетания воздуха в резервуар, отвода выделяемого тепла компрессии посредством впрыскивания воды, отвода сжатого воздуха для расширения в машину, погруженную в сосуд с незамерзающей жидкостью, которая непрерывно возвращается в цистерну и которая служит средой, поглощающей тепло, отводимое от воды, которая должна быть охлаждена или заморожена, и передано расширяющемуся воздуху . [c.79]

Но есть и вещества, парамагнетики, которые подчиняются закону Кюри до самых низких температур, даже в области 1 К и ниже. Одно из таких веществ - сульфат гадолиния , изученный еще при жизни Камерлинг-Оннеса. Оно было предложено Пжи-оком и Дебаем для использования в новом способе охлаждения. Идея его заключалась в том, чтобы осуществить обратный цикл, подобный тому, который совершается в обычной холодильной установке, но не с помощью сжатия и расширения рабочего тела, а посредством намагничивания и размагничИ- [c.236]

П. рис. 3.34 представлена схема рефрижератора растворения [228, 458]. Вакуумный насос 1 откачивает пары почти чистого Не и сжимает их до давления (5-т-9)-10з Па. Сжатый гелий охлаждается в ванне жидкого азота до 80 К (на рисунке не показано), затем в змеевике 2 кипящим Не до 4,2 К и далее в ванне 3 кипящим под вакуумом Не до I—1,6 К, где и ожижается. В камере 4 давление Ще снижается примерно до 10 Па это давление поддерживается далее во всей системе. Дальнейшее охлаждение Не происходит в змеевике испарителя 5 при 0,6 К и в нескольких теплообменниках 6, после чего поток направляется в камеру растворения, где Не переходит в фазу, богатую сверхтекучим Не, при этом температура снижается (эффект растворения). Атомы Ще при переходе в фазу, богатую Не, как бы/ расширяются в пустоту, поскольку не взаимодействуют с атомами Не, находящимися в сверхтекучем состоянии и характеризуемыми поэтому энтропией 5=0. При таком расширении в адиабатных условиях происходит снижение температуры, а в изотермических можно реализовать холодильную мощность дт посредством змееви- [c.76]

Теоретический способ полного использования вторичного тепла — расширение рабочего тела в турбине до состояния 8 (см. рис. 102) с последующим изотермическим (точнее, изоэн-тальпическим) сжатием до состояния 1. Однако машинное осуществление такого способа оказывается невозможным. Приближенное осуществление этого процесса возможно посредством ступенчатого сжатия с промежуточным охлаждением. Иначе говоря, основной цикл ГГПА может рассматриваться как цикл с одноступенчатым сжатием, приближенно выполняющий более общий цикл с изоэнтальпическим процессом (цикл 1—2—3— 8—1 на диаграмме рис. 102). Многоступенчатый цикл может состоять из следующих процессов [c.241]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология