Ожижители

В 1894 г. Камерлинг-Оннес [(Ю, 62, 69] построил первый крупный ожижитель воздуха с каскадной схемой, который производил 14л жидкости в 1 час и был в эксплуатации в течение многих лет. Однако этот ожижитель неудобен тем, что во всех трех испарителях давление было гораздо ниже атмосферного, что требовало применения насосов большой производительности. [c.40]

Рассмотренный идеальный обратимый холодильный цикл может быть использован в ожижителе газа. [c.51]

Фиг. 43. Схема простого воздушного ожижителя Линде.

Т . Для определения численной величины г как функции температуры газа на выходе из испарителя-холодильника значения и следует брать по термодинамическим диаграммам. Нами вычислены значения е для простого воздушного ожижителя Линде с предварительным охлаждением при следующих условиях х=1 атм, Г, = 80° К, / 2=200 атм. Результаты приведены на фиг. 48, где показана зависимость г от температуры предварительного охлаждения Т . [c.60]

Практически в воздушных ожижителях для предварительного охлаждения часто применяются аммиачные холодильные машины, охлаждающие воздух до температуры примерно —45° С [120]. Применяя каскадные компрес- [c.60]

Статья Камерлинг-Оннеса о втором водородном ожижителе, построенном в Лейдене в 1912 г. [62, 143]. Это улучшенный вариант конструкции [c.68]

Основные характеристики некоторых водородных ожижителей [c.72]

Проблема очистки водорода может быть решена различными способами. Мейснер [147] включил в свой водородный ожижитель специальную ловушку, задерживающую примеси. С помощью электроподогревателя ловушка периодически отогревается без подогрева самого ожижителя и задержанные примеси удаляются продувкой. Вторым способом очистки является уста- [c.72]

Неравновесные смеси орто- и параводорода имеют температуры тройных точек и точек кипения в промежутках между значениями, указанными в табл. 4.3. В связи с этим состав водорода, использующегося для реализации температуры репернож точки, должен быть определен. Поскольку орто—пара конверсия направлена к состоянию с более низкой энергией, переход, от высокотемпературного к низкотемпературному равновесному состоянию сопровождается выделением тепла, составляющим около 1300 Дж-моль при 20 К. Выделяющееся при конверсии тепло приводит к тому, что водород, залитый в сосуд Дьюара сразу после ожижения, испаряется при хранении более чем наполовину. Именно поэтому желательно включить катализатор конверсии между ожижителем и сосудом для хранения водо- [c.153]

Можно не сомневаться, что продвижение низких температур в область техники в ближайшие годы будет осуществляться еще более быстрыми темпами. Иллюстрацией к этому положению может служить тот факт, что за последние пять лет во всем мире вступило в строй, видимо, не монес двухсот низкотемпературных лабораторий, причем изготовление гелиевых ожижителей и различных вспомогательных устройств к ним приобрело промыш,1юннып характер. [c.5]

При использовании машины в качестве ожижителя воздуха головка цилцвдра окружается теплоизолированным стаканом 24 (см. фиг. 14). Атмосферный воздух конденсируется на наружной поверхности голо] ки цилиндра, имеющей медные ребра J8, и отводится че-рс8 трубку 20. Машина производит 6,6 л жидкого воздуха в 1 час при мощности на валу 5,8 кет (при подачо сухого воздуха). Это соответствует расходу, рапному 0,88 квт-час на 1 л жидкого воздуха. Как видно из табл. 12, 13 и 15, сравнение с другими методами ожижения оказывается весьма благоприятным для описанного выше способа, особенно в случае установок небольшой производительности. Отпошение наблюдающегося в реальных условиях холодильного коэффициента к холодильному коэффициенту идеального цикла Карно равно - 0,3. [c.22]

Польские исследователи во главе с Вроблевским и Ольшевским [65, 66] впервые применили этилен и использовали трехкаскадную схему с конечным этиленовым испарителем при температуре около 125° К, нрн которой был сконденсирован сжатый кислород. Им удалось получить жидкий кислород и азот в 1 оличествах, достаточных для исследования свойств этих жидкостей. Дьюар [67, 68] опубликовал краткие сведения об ожижителе кислорода, [c.39]

Цикл Линде. Вместо адиабатического расширения, необходимого для охлаждения в описанном выше цикле идеального ожижителя, Линде [115— 1171 и Хемпсон [118] независимо друг от друга предложили в 1895 г. метод. [c.52]

Фиг. 44. Т— У)-диаграмма, иллюстрирующая термодинамический цикл работы простого воздушпога ожижителя Линде по фиг. 43.

Применение (Н — )S)-диaгpaммы и условия максимального выхода жидкости. (Я — 5 )-диаграмма, дающая зависимось между энтальпией Н и энтропией S для различных изобар и изотерм, уже применялась при вычислении к. п. д. паровых компрессионных машин (см. раздел 2). Такая диаграмма удобна также для определения к. п. д. воздушных ожижителей Линде (а также водородных и гелиевых ожижителей). [c.57]

Рассмотрим простой воздушный ожижитель Линде, описанный выше и схематически изображенный на фиг. 43. Цикл работы можно проследить по (Я — 15 )-диаграмме на фиг. 45. В этой диаграмме, как указывалось ранее (ср. фиг. 20 и 21), сплошные кривые изображают изобары iP2>P>Pi) тонкие пунктирные кривые — изотермы а жирная пунктирная—границу гетерогенной двухфазной области. Отметим, что внутри гетерогенной области изобары и изотермы прямолинейны и совпадают друг с другом, причем наклон их зависит от абсолютной температуры. Точка а представляет состояние газа при и р,, т. е. перед входом в компрессор. Процесс изотермического сжатия до и изображается линией аЬ. Практически = 293° К, а. ж приблизительно равны 1 и 200 атм соответственно. Линия Ьс изображает охлаждение сжатого газа в теплообменнике. Из точки с газ дросселируется от р и Тд до 7 j и 7 j, что показано горизонтальной прямой d (Я = onst). Положение точки d определяет относительное количество газа а, сжижаемое в процессе расширения. Жидкий воздух при р и Т- изображается точкой /, а воздух в состоянии насыщенного пара при тех же р и 7, — точкой е. Этот газообразный воздух через теплообменник возвращается, на вход компрессора, что показано на диаграмме линией еа. [c.57]

Фиг. 45. (Я— )-диаграмма, иллюстрирующая термодинамический цикл работы простого воздушного ожижителя Лииде по фиг. 4.3.

Фиг. 47. Схема простого ожижителя Линде с предварительным ох-лаждешем.

На фиг. 51 дана схема двухступенчатого воздушного ожижителя. Для упрощения предварительное охлаждение не указано. (Схелта с предварительным ох- [c.63]

Первые установки для ожижения воздуха. На фиг. 54 приведен разрез первого воздушного ожижителя Хемпсона. Сухой воздух под давлением 200 атм подается к точке А и проходит теплообменник В, представляющий собой пакет медных трубок, свернутых в спираль и помещенных между трубами ) ni< ). Дросселирование происходит в вентиле С, управляемом ручкой Е. Расширенный воздух под давлением - 1 атм из пространства G проходит через щель между трубалш теплообменника В и выбрасывается в атмосферу. При установившемся режиме жидкий воздух, скапливающийся в G, может быть слит через трубу В. Весь ожижитель высотой- 50 см заключен в изоляционный кожух К. [c.65]

Благодаря простоте конструкции ожижители описанного типа широко применялись для получения небольших количеств жидкого воздуха в лабораториях. Производительность равнялась 1л/час, пусковое время до получения жидкости составляло всего 10 мин. Расход энергии равен 3,8 квт-час/л, т. е. довольно большой даже для маленького ожижителя. Для сравнения ожижителя Хемисона с другими типами ожижителей см. табл. И. [c.65]

I) Подробное описание ожижителя см., ыанример, в работе [124]. 5 Заказ № 069 [c.65]

Более современные ожижители воздуха. Подробное описание более современных ожижителей воздуха по схеме Линде выходит за рамки настоящей работы. Можно лишь указать, что они основываются на схеме с двумя ступенями давлений, приведенной на фиг. 55. Однако в настоящее время основной задачей является производство не жидкого воздуха, а чистого жидкого кислорода или чистого жидкого азота, которые получаются путем низкотемпературной ректификации воздуха. Небольшие воздухоразделительные установки, пригодные для лабораторий, разработаны с использованием холодильного цикла, основанного на адиабатическом расширении сжатого газа (см. разделы 6 и 7), как, например, схелхы Клода—Гейландта (и. 32) и схемы низкого давления (и, 36 п 37). [c.67]

Большие водородные ожижители. Впервые водород был сжижен Дьюаром в 1898 г. в Лондоне [132—134]. Дьюар применил для ожижения водорода простой цикл Линде с использованием эффекта Джоуля—Томсона. Сжатый до высокого давления водород предварительно охлаждался ниже инверспонной температуры в змеевике, погруженном в жидкий воздух, кипя-дций под пониженным давлением. Подробного описания аппаратуры не существует, хотя подобные установки были построены фирмой Бритиш Оксид-жен К° и одна из них была в 1904 г. приобретена Бюро стандартов США [135]. [c.68]

Первое подробное описание водородного ожижителя, работающего по схеме, примененной Дьюаром, было дано в 1901 г. Треверсом [136] (см. также [137, 138]). Устройство ожижителя показано на фиг. 56 ниже приводится его краткое описание в изложении салюго Треверса Водород из компрессора под давлением 200 атм перед поступлением в ожижитель проходит змеевик А, охлаждаемый до —80" С смесью твердой углекислоты и спирта. После этого водород попадает в змеевик, верхняя часть которого находится в камере В, заполненной во время работы жидким воздухом. Нижняя часть змеевика находится в закрытой камере С, которая через трубку / откачивается вакуумным насосом. Из камеры В часть жидкого воздуха через игольчатый вентиль, управляемый ручкой 6, попадает в камеру С и, выкипая там под давлением 100 мм рт. m , понижает температуру до —200° С. Затем сжатый водород проходит основной теплообменник Z), расположенный в сосуде Н с вакуумной изоляцией, и расширяется в дроссельном вентиле Е. Получившаяся при этом жидкость отделяется от газа и собирается в сосуде К с вакуумной изоляцией, а неожижившийся газ направляется обратно к компрессору через межтрубное пространство теплообменника D, кольцевой зазор F, выходные трубы G,W, Вж кран Ь. [c.68]

После успешной работы первых водородно-ожижительных установок (их описание см. также в работах [139 —141]) различными предприятиями было построено значительное количество ожижителей как большой, так и малой производительности. Однако статей, содержащих подробное описание конструкций больших ожижителей, было не так много, и наиболее интересными из них являются следующие [c.68]

Статья Камерлинг-Оннеса о первом водородном ожижителе, построен-ном в 1906 г. в Лейдене [142]. В статье дается подробное описание конструкции машины, аналогичной ожижителю Треверса, с основным водородным теплообменником типа Хемпсона. Производительность ожижителя равна 4 л/час при рабочем давлении 180—200 атм. Приводятся также существенные подробности системы очистки газообразного водорода от примесей. [c.68]

Фиг. 56. Схема ожижителя водорода Треверса [136] по простой схеме Линде с предварительным охлаждением жидким воздухом.

Мейснер [147] описал водородный ожижитель, установленный в Физико-технической лаборатории в Берлине в 1928 г. При производительности компрессора 37 м /час и рабочем давлении 175 атм эта установка давала 10 лЫас. [c.70]

Джонс, Ларсен и Симон [148] приводят описание водородно-ожижительпой установки Кларендонской лаборатории (Оксфорд), построенной в 1948 г. В статье, кроме конструкции ожижителя, приведены также подробные данные о различном вспомогательном оборудовании, необходимом для производства жидкого водорода. К сожалению, в статье не описана конструкция теплообмеиппков. Эта установка интересна тем, что она предусматривает конверсию орто-водорода в пара-водород, проводимую на активированном угле, охлажденном до 75° К. (Подробнее этот вопрос рассматривается в п. 25.) Производительность установки равна 13 л час при циркуляции через ожижитель [c.70]

Клузпус [149] описал водородный ожижитель, построенный им в Цюрихе в 1953 г. В статье приводятся подробные данные о теплообменниках. При производительности компрессора 23 м Ыас и рабочем давлении 160 атм ожижитель дает 7 л/час. [c.70]

Ф и г. 57. Схема ожижителя водорода типа Линде Лейденского университета 1953 г. [152]. г—отмачка павнш жидкого воздуха (0,1 атм) 2—к высоковакуумному пасосу я—подача жидкого воздуха 4—слив высоковакуумному васо су 6—жидкий воздух 7—монел S—сталь [c.70]

Третий водородный ожижитель Лейденской лаборатории, руководимой Гортером, был оппсан в 1953 г. [152]. Конструкция ожижителя показана на фиг. 57 и особых пояснений не требует. Теплообменник А состоит из 12 параллельных трубок внешним диаметром 6 мм и внутренним 4 мм, длиной 7 м, намотанных в трп ряда в первом ряду—5 трубок, во втором—4 трубки, в третьем—3. Теплообменник В состоит из 6 трубок внешним диаметром 6 мм и внутренним 4 мм, длиной 10 м, навитых в два ряда. Три трубки первого ряда в середине навивки переходят во второй ряд, трп трубки второго ряда в середине навивки переходят в первый ряд. Теплообменник С состопт пз 4 параллельных трубок внешним диаметром 6 мм и внутренним 4 мм, длиной [c.71]

Основные характеристики перечисленных выше ожижителей приведены в табл. 13, где указаны ироизводительиость компрессора, давление сжатого водорода />2 и его температура перед основным теплообменником, количество получаемого жидкого водорода G и коэффициент ожижеиия s. [c.71]

Для некоторых ожижителей коэффициент е указан, исходя из количества жидкого водорода слитого из машины в этих случаях при сравнении с теоретическим коэффициентом ожижетш следует учесть потери при сливе. [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...