Детандеры

На рис. 21-2 изображена схема воздушной холодильной установки, где в качестве рабочего тела применяют воздух, являющийся наиболее удобным, безвредным и доступным рабочим телом. Воздушная холодильная установка работает следующим образом. Воздух, охлаждающий помещение /, сжимается в компрессоре 2, в результате чего температура его увеличивается. Сжатый воздух при постоянном давлении нагнетается в теплообменник 5, в котором охлаждается водой до температуры окружающей среды. После этого сжатый воздух поступает в расширительный цилиндр, или детандер, 4, где расширяется до начального давления. При расширении температура воздуха падает до — 60° или — 70° С, и холодный воз- [c.330]

Вихревые термотрансформаторы Ранка, или вихревые трубы получили, пожалуй, самое большое распространение несмотря на достаточно низкую по сравнению с изоэнтропным детандером термодинамическую эффективность процесса перераспределения энергии между свободным и вынужденным вихрями. Прикладные вопросы расчета, проектирования и технического приложения вихревых холодильно-нагревательных аппаратов разработаны достаточно широко, хотя и не в полном объеме. Многочисленные работы, опубликованные в основном в периодических изданиях, несколько монографий по вихревому эффекту, патентная информация открывают большие возможности для совершенствования традиционных и освоения новых областей применения вихревого эффекта в целом и вихревых труб в частности. Успехи практического применения вихревого эффекта снизили интерес исследователей к более глубокому изучению этого чрезвычайно сложного явления газодинамики, физическая природа которого, а, следовательно, и исчерпывающий комплекс характерных особенностей, остаются пока до конца неизученными. Особенно мало публикаций по вихревому эффекту, связанных с изучением микро- и макроструктуры потока с использованием современных средств диагностики закрученных потоков. В определенной степени это объясняется не совсем правильным сло- [c.28]

Следует заметить, что т несет в себе лишь расчетную нагрузку в отличие от rj,, которая имеет определенный физический смысл при оценке совершенства холодильной машины с вихревым расширительным устройством в сравнении с изоэнтропным идеальным детандером. Обычно в техническом задании на расчет должны быть заданы потребная температура и расход подогретых масс газа на выходе из вихревой трубы и технические характеристики источника сжатого газа давление , допустимый расход G, температура сжатого газа Г, (например [c.226]

Если силовой расчет выполняется для кривошипно-ползунного механизма поршневой машины (насоса, компрессора, детандера, две и т. п.), то сила Fi является силой давления рабочего тела (жидкости, газа), находящегося внутри цилиндра Ц, на его крышку К (рис. 5.11, б). Если кривошипно-ползунный механизм есть главный механизм пресса или станка, то силой fi,, является то воздействие, которое обрабатываемое изделие оказывает на стол пресса или станка. [c.196]

Эта необратимость, обусловленная изобарическим расширением газа в холодной камере, может быть уменьшена путем изменения температуры газа, покидающего детандер Т . Для этого необходимо использовать меньшие степени сжатия г = p- lpi- Зависимость S от г может быть выяснена следующим образом. Работа, производимая при адиабатическом сжатии одного моля идеального газа от давления р, до р , равна [c.10]

Отсюда следует, что при уменьшении степени сжатия r=p jp величина возрастает. Для получения того же охлаждения понижение г должно быть компенсировано увеличением скорости движения поршней компрессора и детандера, что невыгодно с механической точки зрения, так как увеличивает потери на трение. [c.10]

Холодильный коэффициент V газовой холодильной машины с адиабатическим расширением без использования мош,пости детандера, [c.15]

Существенное различие между этой машиной и более ранними машинами с замкнутым циклом, описанными выше, состоит в том, что в схему вводится теплообменник (между компрессором и детандером). Исходная схема машины Филипс изображена на фиг. 9 ее следует сравнить со схемой прежних машин (фиг. 8). Использование теплообменника позволяет поддерживать детандер при температуре Tj, т. е. при температуре охлаждения, в результате чего почти все охлаждение, получаемое при расширении, происходит изотермически при температуре Т . В идеальном случае работа схемы, изображенной на фиг. 9, включает следующие процессы [c.16]

Ф и г. 9. Схема газовой холодильной машины с замкнутым циклом с использованием низкотемпературного детандера и теплообменника. [c.17]

Количество тепла < j, поглощаемое детандером при низкой температуре Г, за один цикл, равно [c.20]

Таким образом, можно заключить, что нри расширении в области, где рабочее вещество близко к критической точке (или когда производится расширение жидкости), или при расширении между сравнительно высокими давлениями процесс дросселирования высокоэффективен и вследствие простоты он столь же удобен, как и процесс адиабатического расширения в детандере. Однако в тех случаях, когда падение давления при расширении велико или происходит от сравнительно высоких температур, адиабатическое расширение предпочтительнее, несмотря на технические сложности его осуш ествления. [c.79]

Фиг. 63. Схема цикла Клода для ожижения воздуха с адиабатическим детандером.

Температура после детандера..........................................3 у=110°К [c.82]

Высокое давление р , атм Доля газа, проходящего через детандер (1—х) Температура газа на входе в детандер, °К. . . Расход энергии (теоретический), квт-час/л. . . Расход эпергии (практический), квт-час/л. . . [c.84]

Ожижители воздуха низкого давления. Второй предельный случай работы по схеме Клода имеет место, когда (1—х)—доля газа, проходящего через детандер, становится очень большой (- 100/6). Для получения наибольшей эффективности в этих условиях необходимы сравнительно низкое давление ро после компрессора и низкая температура па входе в детандер. Хотя, как указывалось выше (п. 32), такие машины низкого давления применялись фирмой Линде в начале 30-х годов [130, 131, 182], однако первое подробное описание ожижителя воздуха, работающего по этому принципу, было дано Капицей [181]. Установка Капицы работает следующим образом воздух под давлением 6,5 атм поступает в машину и после прохождения через теплообменную систему. "разделяется на два потока, один из которых (1 —т), содержащий основную массу газа, проходит через турбину, используемую [c.84]

Выражение (2.41) с позиций термодинамики не совсем корректно, так как знаменатель содержит два слагаемых. Одно из них пропорционально холодопроизводительности изоэнтропного турбодетандера, на котором срабатывается перепад давления с расходом газа в 1 кг/с, а второе — холодопроизводительность идеального изоэнтрюпного детандера с рабочим перепадом давления [c.83]

Газовые холодильные машины с незамкнутым циклом. Первые работы, посвяш енные машинам с незамкнутым циклом и имеющие практпческоо значение, принадлежат Гифорду (1873 г.) и Колемапу и Беллу (1877 г.) (см. [1]). Схематическое изображение такой машины дано па фиг. 1. Сначала газ (воздух) адиабатически сжимается в компрессоре от давления р, до р., и истом охлаждается до температуры Т . (в идеальном случае при том же давлении Р2) в холодильнике, в котором охлаждающей жидкостью может служить вода. Затем газ поступает в детандер, где он адиабатически расширяется, совершая внешнюю работу. Эта механическая. энергия передается обратно компрессору, который обычно располагается с детандером иа одном валу. Холодный газ из детандера под низким давлением jo, и при температуре 7 ,, проходит в камеру, которую он охлаждает, а затем снова поступает на вход компрессора при температуре Т , примерно равной температуре холодно камеры. [c.8]

Интересно сравнить значение холодильного коэффициента вихревой трубы вихр.- определяемое по формуле (3.3), со значением холодильного коэффициента газовой машины с незамкнутым циклом (использующей адиабатическое расширение газа), подсчитанным по формуле (1.4). Отметим, что если бы при вычислении k машины с адиабатическим расширением мы пренебрегли бы работой, отдаваемой детандером, то было бы равно [c.14]

Газовые холодильные машины с замкнутым циклом. Первые работы, посвяш енные машинам с замкнутым циклом, использующим в качестве рабочего газа воздух, принадлежат Горье [21] (см. также [22]), Кирку [23] и позднее Аллену и Виндхаузену (см. [1, 2]). Схема такой машины, являющейся по существу обращенной воздушной машиной Стерлинга, аналогична схеме газовой холодильной машины с незамкнутым циклом, описанной выше. Различие между этими типами машин заключается в том, что в системе с замкнутым циклом непрерывно циркулирует одна и та же масса газа, обычно при давлении, превышающем атмосферное. Одно из преимуществ замкнутого цикла состоит в том, что в нем может использоваться сухой воздух и тем самым устраняются трудности, вызываемые наличием в газе паров воды. Кроме того, могут быть использованы компрессоры и детандеры меньших размеров, что снижает потери на трение. Схема установки с замкнутым циклом приведена на фиг. 8. Она идентична с изображенной на фиг. 1 схемой с незамкнутым циклом, за исключением того, что холодная камера заменена теплообменником, который находится в контакте с веществом, подвергающимся охлаждению. В схеме, разработанной Алленом, в качестве холодильного газа используется воздух, причем применяются давления /), = 4,5 атм и Р2= = 16,5 атм. [c.15]

Хотя в схемах с замкнутым циклом могут применяться сравнительно небольшие степени сжатия и использоваться компрессоры и детандеры достаточно малых размеров, однако к. п. д. этих машин, предшествовавших новым машинам Филипс [3], был очень мал. Теоретические шачения коэффициентов 5 определяются выражениями (1.4), (1.6) и (1.9), т. е. формально они те же, что и для машин с незамкнутым циклом. Низкий к. п. д. обычных машин с замкнутым циклом явился одной из причин того, что они почти не употребляются. [c.16]

Газовые холодильные машины Филипс . Усовершенствованная холодильная машина с замкнутым циклом была подробно описана Келлером и Джонкерсом [3], а также сотрудниками фирмы Филипс . Поскольку эта машина позволяет при использовании одноступенчатого детандера получать низкие температуры, достаточные для ожин ения воздуха, находящегося под атмосферным давлением, опишем ее более детально. [c.16]

В машине Филипс компрессор и детандер объединены в один узел (фиг. 12). Главный поршень 1 пе-ремеп1,ается в цилиндре 2. Поршень- [c.18]

И Капица [181J). Обычно энергия, выделяющаяся в детандере, отдается обратно основному компрессору, хотя, как мы увидим позднее, энергия, даваемая детандером, составляет только очень небольшую часть энергии, потребляемой компрессором. Подробно различные детандеры рассматрн-ваются в разделе 7. [c.81]

Теоретически жидкий воздух можно получить в самом детандере. На практике, однако, это сопряжено с техническими трудностями и поэтому не используется. В схеме Клода температура, получаемая после детандера, немного выше точки кипения воздуха. Процесс расширения в детандере показан на Т — 6 )-диаграмме линией f. Если расширение в детандере было бы дехгствительно адиабатическим, то линия с/ была бы вертикальной. Однако на практике в процессе имеются некоторые необратимости и на рассматриваемой диаграмме они отмечены небольшим отклонением линии с/ от вертикали. В схеме Клода ожижение производится путем расширения в дроссельном вентиле Vj, который вместе с конечным теплообменником i 3 образует простой ожижительный цикл Линде. [c.81]

Холодный газ под низким давлением после детандера присоединяется к основному обратному потоку низкого давления в точке / н возвращается через теплообменник где охлаждает часть х газового потока высокого давления, которая направляется в конечный цикл Линде в точке g. Если предположить, что из расширяющегося в дроссельном вентиле воздуха часть у ожижаотся, то из фиг. 64 видно, что [c.81]

Охлаждение посредством детандера в схеме Клода можно рассматривать как замену предварительного охлаждения (аммиачный цикл) в О жи- ,1<ителе Линде. Подбором различных значений высокого давления тичины X эта температура иредварнтельпого охлаждения может меняться в широких пределах. [c.81]

Здесь индексы указывают на состояние газа, гкоэффициент ожижения и Ц/ — изменение энтальпии воздуха, расширившегося в детандере. Обращаясь к фиг. 64 и учитывая, что через детандер проходит часть воздуха, равная (1—ж), получаем [c.81]

Ожижитель воздуха Клода—Гейландта. В табл. 14 приведены значения (1—х) доли газа, проходящего через детандер, и температуры газа Т,. на входе в детандер в зависимости от давпепия сжатия р. для осуществления цикла с максимальной эффективностью. Существуют два предельных случая работы по схеме Клода первый, когда температура газа на входе в детандер Г,, становится равной комнатной температуре, и второй, когда количество газа, проходящего через детандер (1—х), приближается к 100%. Первый предельный случай используется в схеме ожижителя воздуха Гейландта, второй — в схемах низкого давления с детандером, работающим при очень низких температурах. Такие машины низкого давления появились в начале 30-х годов в воздухо-разделительных установках системы Линде—Френкля с ирименением турбодетандеров [182]. [c.84]

В ожижителе воздуха Клода—Гейландта часть газа (примерно 60%) поступает в детапдер при комнатной температуре. В детандере газ расгап-ряется и охлаждается примерно до 150° К, после чего возвращается в теплообменник при низком давлении. Рассматриваемая схема обладает двумя преимуществами во-первых, в этой схеме может быть исключен первый теплообменник Е , во-вторых, здесь работа детандера при сравнительно высоких температурах уменьшает до минимума трудности смазки и теплоизоляции машины. Наконец, как можно видеть пз данных табл. 14, такой ожижитель имеет наилучшие показатели по расходу энергии из всех установок типа Клода. [c.84]

В качестве детандера. Расширенный в детандере воздух под давлением - -1,6 emjt охлаждается в ожижает оставшуюся часть сжатого воздуха ж, которая лшнует турбодетандер.Затем полученная жидкость дросселируется к более низкому давлению в вентиле V [линия eg в (Т— 5 )-диаграмме на фиг. 67). Схема установки Капицы и изображение цикла с помощью (Г—1 )-диаграммы [c.85]

В дальнейшем Клод ввел два существенных усовершенствования. Во-иервых, он нашел (в 1912 г.), что, изготовляя поршневые кольца для детандера из сухой обезжиренной кожи, можно отказаться от смазки петролейным эфиром и значительно снизить тем самым износ цилиндра. Во-вторых, он ввел в схему двухступенчатый детандер и применил о кижение под давлением. Воздух высокого давления (фиг. 68), пройдя через главный теплообменник, разделяется в точке а на два потока, один из которых направляет-ся в детандериый цилиндр высокого давления А, другой — в верхнюю сек- [c.86]

Физика низких температур (1956) -- [ c.8 , c.10 , c.15 , c.16 , c.18 , c.20 , c.78 , c.81 , c.86 , c.91 , c.91 , c.92 , c.92 , c.96 , c.96 , c.126 , c.126 , c.130 , c.130 , c.132 , c.132 , c.138 , c.138 , c.139 , c.139 , c.143 , c.146 , c.148 , c.149 ]

Теплоэнергетика и теплотехника (1983) -- [ c.241 , c.295 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...