ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Роль тепловой изоляции в низкотемпературных систеИзоляция с помощью материалов, имеющих низкую теплопроводность из "Получение и использование низких температур " Особенности низкотемпературного оборудования вызваны специфичностью условий, в которых оно работает. Проектирование таких систем должно производиться с учетом следующих общих требований. [c.64] На практике не всегда удается полностью учесть эти требования, что ведет к снижению эффективности низкотемпературных установок. [c.64] Некоторые особенности низкотемпературного оборудования рассмотрим на примерах конструкций теплообменников, а также низкотемпературного блока (криоблока) гелиевого ожижителя Г-45. [c.64] С целью уменьшения энергозатрат, как это следует 53 12, теплообмен необходимо проводить при небольших разностях температур между потоками. Однако такие разности температур приводят к увеличению габаритов аппаратов. Для того чтобы сохранить приемлемыми размеры теплообменников, необходимо использовать компактные конструкции с развитыми поверхностями теплообмена. [c.65] На рис. 21 приведены два типа теплообменников, характерных для низких температур. [c.65] Оребрение труб, используемых в низкотемпературных теплообменниках, чаще всего выполняется методом холодного выдавливания ребер при обкатке толстостенных труб специальными роликами или навивкой проволоки. [c.65] Большой компактностью и малым сопротивлением обладают пластинчато-ребристые теплообменники, используемые в технике низких температур. Эти теплообменники представляют собой многосекционные аппараты, заполненные металлической насадкой в виде пластин, образующих ребра. Насадка припаивается к перегородкам, образующим каналы. [c.65] На рис. 22 показаны элементы отдельной секции и трехсекционный теплообменник. [c.65] В последние годы разработан ряд новых конструкций высокоэффективных теплообменных аппаратов. Наиболее перспективным из них является сетчатый теплообменник. С его конструкцией мож.но прз.накр-миться в [1]. [c.66] Принцип компоновки низкотемпературного оборудования показан на рис. 23. [c.68] Теплообменные аппараты гелиевого ожижителя, схема которого приведена на рис. 13, размещены в металлическом сосуде Дьюара 1. В этой конструкции использованы три типа теплообменников 5 я 8 выполнены по типу труба в трубе с оребренной внутренней трубкой, 3 и 4 — витые из оребренных трубок. Кроме того, имеется ванна с жидким посторонним криоагентом (азотом), в р оторой происходит дополнительное охлаждение прямого потока гелия. [c.68] Все теплообменники выполнены из медных труб, а их конструкция такова, что позволяет компактно разместить детандер 2, сборник жидкого гелия 9 и дроссельный вентиль 10. Все оборудование крепится в крышке. Управление детандером и дроссельным вентилем выведено в теплую зону. Таким образом низкотемператур-ныг элементы не касаются корпуса сосуда Дьюара. Для защиты аппаратов, имеющих температуру ниже азотной, от лучистого теплопритока в нижней части сосуда Дьюара расположен экран, охлаждаемый жидким азотом. [c.68] Рассмотренная компоновка низкотемпературного оборудования характерна для сравнительно небольших установок. Низкотемпературное оборудование крупных установок может размещаться в нескольких сосудах Дьюара, однако принцип размещения в каждом сосуде сохраняется одинаковым. [c.68] В технике низких температур, так же как и в теплотехнике, для уменьшения нежелательного теплообмена между системой и окружающей средой используется тепловая изоляция. В теплотехнике изоляция уменьшает потери теплоты от изолируемого объекта в окружающую среду в технике низких температур она, наоборот, препятствует притоку теплоты из окружающей среды к объекту, имеющему более низкую температуру. [c.68] Различие, заключающееся только в направлении теплового потока, проходящего через изоляцию, не имеет, конечно, существенного значения. В обоих случаях к качеству изоляции предъявляются одинаковые требования— она должна обладать как можно большим сопротивлением тепловому потоку. [c.68] Действительно, если, например, в теплосиловой установке происходит потеря 1 Вт теплоты на температурном уровне Т=599,9 К (при Т о.с=300 К), то это будет-эквивалентно в идеальном случае уменьшению ее мощности примерно на 0,5 Вт. [c.69] При такой же разности температур То.с—Т в случае низкотемпературной установки, т. е. при Г О, К, для компенсации теплопритока через изоляцию в 1 Вт потребуются согласно уравнению (33), затраты мощности, равные 2999 Вт. [c.69] Вернуться к основной статье