ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образцовые циклы систем с вакуумной изоляцией из "Циклы схемы и характеристики термотрансформаторов " Мы рассмотрели случай, когда передача тепла через изоляцию осуществляется теплопроводностью. Аналогичная задача может быть решена и для низкотемпературной вакуумной изоляции, образованной рядом отражающих экранов. На рис. 3-6 показана принципиальная схема камеры с такой изоляцией, состоящей как из пассивных (отражающих) экранов, так и из активных, в которых искусственно поддерживается низкая температура при помощи серии холодильных машин. [c.62] Не останавливаясь подробно на выводе оптимальных промежуточных температур и местах рациональной расстановки активных экранов, укажем только на окончательные результаты исследований, проведенных автором совместно с В. Т. Чейляхом и И. М. Шнайдом [44]. [c.62] Установка активных экранов в системе вакуумной-изоляции существенно сокращает необратимые потери. [c.62] При температурах в изолированном пространстве вплоть до гелиевых преимущества изоляционной системы с активными экранами достаточно полно реализуются уже при двух активных экранах. Как показывают расчеты, оптимальными температурами этих экранов (для гелиевых температур внутри камеры) являются 180 и 65 К. Таким образом, образцом для данной системы может быть принято сочетание трех обратных циклов Карно, производящих холод при трех различных температурах. [c.62] Следует указать, что даже в так называемой вакуумной изоляции частично происходит передача тепла теплопроводностью, так как добиться абсолютного вакуума невозможно. Однако при решении поставленной задачи мы будем считать, что передача тепла реализуется только радиацией от одного экрана к другому. [c.62] Совместное рассмотрение условий работы генераторов холода и низкотемпературной теплоизоляции позволяет найти оптимальные в энергетическом отношении технические решения. Хотя окончательный выбор изоляции должен быть произведен с учетом техникоэкономических факторов, чисто термодинамический анализ необходим, так как он служит начальной ступенью, без которой невозможно обойтись при точных расчетах. [c.62] Изоляция с пассивными экранами исследована довольно подробно [26]. В то же время эффективность введения в изоляцию охлаждаемых экранов изучена с достаточной полнотой только для случая хранения низкотемпературных жидкостей в сосудах Дьюара, когда экран охлаждается парами самой хранимой жидкости [26]. [c.63] При (=1 в уравнении (3-33) следует принять 7 ,- 1=7 о, а при 1=П Тг + 1=Тх. [c.64] Таким образом, для определения оптимальных температур активных экранов получена система п уравнений вида (3-33), которая может быть решена приближенными методами. [c.64] Полученный вывод не тривиален, так как заранее, до тщательного исследования зависимостей, можно утверждать только одно энергетически нецелесообразны обогреваемые активные экраны с Г Го. В случае Г( Гн энергетические преимущества охлаждаемых экранов Qi 0) перед нагреваемыми ((3 0) не столь очевидны. [c.65] Полученные результаты показывают, что в случае вакуумной многослойной изоляции с теплопередачей излучением, так же как и в исследованных ранее изоляционных конструкциях с теплопередачей теплопроводностью, отвод тепла на промежуточных температурных уровнях с помощью рефрижераторов уменьшает потери н повышает совершенство изоляционной конструкции. Общим для обоих типов изоляционных систем является также и то, что в них но сравнению с изоляцией без промежуточных теплоотводов тепловой поток из окружающей среды увеличивается, а поток тепла к изолированному холодному телу уменьшается. [c.65] На рис. 3-10 показана зависимость у от Тi для конструкции с одним активным экраном (п= ) при температурах Го = 300 К и 7 х = 4,2 К (нормальная температура кипения гелия). Эта кривая имеет три разграниченных точками Л и В участка. Часть кривой, расположенная справа от точки В, соответствует Qi 0. В точке В Qi = 0, а левее от нее Qj 0. Только левее точки В может быть у 1. [c.65] На рис. 3-11 показана для сравнения зависимость Т=Тх от т для теплопроводной изоляции с одним теплоотводом и минимальными эксергетическими потерями [44]. Очевидно, что применение промежуточных теплоотводов именно в вакуумной изоляции дает наибольший эффект. [c.66] Таким образом, для системы при гелиевых температурах образцовым будет сочетание трех циклов, только один из которых генерирует холод при самой низкой температуре. [c.67] Вернуться к основной статье