Воздух сжатого газа при низких температурах

В пищевой промышленности, для медицинских целей, в быту и для других нужд часто требуется поддерживать низкие температуры. Установки, служащие для таких целей, называются холодильными установками. Для получения низких температур или, как говорят, производства холода может быть использовано адиабатное расширение какого-либо газа, например воздуха. Для этого его нужно предварительно сжать и затем, поскольку при сжатии температура его повысится, охладить водой, имеющей температуру окружающей среды. Так будет получен воздух высокого давления при температуре, приблизительно равной температуре окружающей среды. Если такой воздух заставить расшириться по адиабате, он совершит работу за счет своей внутренней энергии при этом его температура понизится и окажется ниже температуры окружающей среды. Такой воздух может быть источником получения холода. [c.203]

Трудность эта была преодолена акад. П. Л. Капицей, который сконструировал холодильную машину с расширением газа под поршнем, где в качестве рабочего газа был взят гелий. Опыт показал, что метод получения низких температур при расширении сжатого газа с отдачей внешней работы является более эффективным, чем метод дросселирования. Самая низкая температура при сжижении газа получается у гелия. Из таблицы 9 видно, что гелий кипит при атмосферном давлении при 4,2° К-Жидкий гелий является очень легкой жидкостью, которая в семь раз легче воды. Он прозрачен, и его трудно заметить в том сосуде, где он находится. Вакуумный сосуд, в котором собирается жидкий гелий, помещают внутри другого вакуумного сосуда, содержащего жидкий водород, а этот в свою очередь помещается в вакуумный сосуд с жидким воздухом. [c.226]

Напряжение сжатой дуги существенно зависит от рода плазмообразующего газа. Это обусловлено различной способностью газов поглощать энергию при высокой температуре дуги. Более высокое напряжение имеет дуга, горящая в газе, имеющем большую теплоемкость и теплопроводность. В качестве плазмообразующих газов используют аргон, гелий, углекислый газ, воздух, кислород, азот, водород и смеси газов. При сварке в большинстве случаев используют аргон. Он имеет хорошие защитные свойства и обеспечивает высокую стойкость электрода. Теплоемкость и теплопроводность аргона низкие, поэтому дуга в нем имеет самое низкое напряжение, что удобно при ручной сварке. [c.225]

Как известно, ГТУ простейшего типа имеет два крупных недостатка сравнительно низкую экономичность из-за высокой температуры уходящих газов и низкий коэффициент полезной работы из-за затраты большой доли мощности ГТ на сжатие воздуха в компрессоре. При этом сжатый воздух в КС используется неэффективно только малая часть его (первичный воздух) требуется для горения, а остальной (вторичный) служит для снижения температуры рабочих газов до температуры, допустимой по условию прочности деталей газовой турбины. Для снижения температуры перед газовой турбиной вместо вторичного воздуха можно вводить другое рабочее тело, для нагрева которого использовать избыточную теплоту горения. При этом выигрыш в полезной мощности будет получен тогда, когда затраты удельной мощности на сжатие этого рабочего тела будут меньше, чем на сжатие воздуха, а удельная работа расширения в турбине не меньше, чем работа расширения газов. В частности, таким рабочим телом может быть вода или водяной пар. [c.387]

Камера сгорания. Часть сжатого воздуха, входящего в камеру сгорания, смешивается с топливом и полученная смесь сгорает в камере сгорания, образуя газы с температурой более 1650 °С. Остальной поток сжатого воздуха проходит вокруг камеры сгорания и через щели в стенках, охлаждая ее, и смешивается затем с продуктами сгорания с тем, чтобы снизить температуру последних перед входом в турбину до температур 1100-1300 °С (до 1500 °С в некоторых современных установках). Материалы камеры сгорания и переходных газопроводов должны обладать достаточной прочностью при рабочих температурах (1100 °С и выше). Основным требованием является стойкость к окислению, термической усталости и короблению. Кроме того, материал должен иметь хорошую свариваемость и деформируемость, необходимые при изготовлении камер. Желательно также, чтобы материал обладал низким коэффициентом термического расширения и достаточной износостойкостью. [c.577]

При сжигании топлива в поршневых камерах газ высокой температуры используется в дизеле для сжатия воздуха, а в газотурбинную установку идет выхлопной газ со сравнительно низкой температурой (400—500°С). Сочетание этих двух тепловых двигателей дает более высокий к.п.д., чем при использовании в турбине газа, полученного в камерах сгорания в движущемся потоке воздуха. Низкая температура выхлопных газов, поступающих в тур- [c.232]

Чтобы снизить среднюю температуру воздуха при сжатии и мощность, потребляемую компрессором, и повысить таким путем эффективность ГТУ, применяется промежуточное охлаждение воздуха в воздухоохладителе, расположенном между компрессорами низкого и высокого давления. С этой же цел(>ю применяется промежуточный подогрев газов при расширении за счет сжигания дополнительного топлива в камере сгорания, расположенной между турбинами высокого и низкого давления. [c.163]

Возможности повышения топливной экономичности двигателей при использовании газового топлива основываются на смещении предела эффективного обеднения рабочей смеси в сторону более бедных составов. За счет этого повышается термодинамический к. п. д. двигателя и его топливная экономичность. Смещение предела эффективного обеднения имеет еще большее значение для экологических показателей двигателя. Газовое топливо (наиболее перспективен в этом смысле сжатый природный газ) допускает устойчивую работу двигателя на столь бедных смесях, что образование токсичных веществ оказывается подавленным. Продукты неполного сгорания (СО) не образуются вследствие большого избытка воздуха, а окислы азота — вследствие низких температур процесса. Конечно, сильное обеднение смеси приводит к потере мощности, которую необходимо компенсировать дополнительной форсировкой рабочего процесса. Наглядно эти особенности иллюстрируются диаграммой (рис. 24). [c.79]

С повышением температуры газов перед газовой турбиной ПГУ и при более низкой степени сжатия воздуха в компрессоре содержание кислорода в уходящих газах газовой турбины уменьшается, что требует подачи дополнительного количества воздуха. Это приводит к увеличению объема газов, проходящих через конвективные поверхности нагрева [c.300]

Оптимизация профилей проточных частей компрессоров и газовых турбин осуществляется при рассмотрении трехмерного течения рабочего тела, аэродинамическом исследовании и соответствующем расчете профилей. Совершенствование термодинамического цикла Брайтона связано с повышением степени сжатия в компрессорной группе до = 50—70, для чего потребуются сложные компрессоры с большим числом пропусков. Более перспективно, в том числе и в отношении парогазовой технологии, повышение начальной температуры газов, которая на современных энергетических ГТУ приблизилась к 1500 °С. При ее увеличении возникают определенные противоречия с одной стороны, необходима высокая экономичность КС, а с другой — низкая концентрация вредных выбросов N0 и СО. Ведущие фирмы-производители ГТУ снижают эмиссию вредных газов путем отработки системы предварительного смешения топлива с воздухом в КС ГТУ для создания обедненных смесей в сочетании с системой каталитического горения. [c.541]

Следовательно, изотермическое сжатие перегретого пара по этим изотермам ни при каких условиях не может привести к его сжижению (превращению из газообразного состояния в жидкое). Предельная изотерма называется критической изотермой, и температура, ей соответствующая, называется критической температурой. Таким образом, при температурах выше критической вещество ни при каких давлениях не может быть переведено из газообразного состояния в жидкое. Этим и объясняется тот факт, что воздух и входящие в него газы длительное время считались газами постоянными , т. е. не допускающими сжижения. Эти газы характеризуются очень низкими критическими температурами, которые были недостижимыми для того времени, когда устанавливалась эта терминология. [c.151]

Двигатели с предкамерным смесеобразованием характеризуются следующими особенностями. Большая величина поверхности камеры сгорания, приходящаяся на единицу объема, и вихревое движение газов увеличивают потери тепла в охлаждающую среду. Это наряду с потерями энергии при перетекании заряда из предкамеры в основную камеру и обратно обусловливает сравнительно низкую экономичность цикла. Удельные расходы топлива составляют 200—230 г/э.л.сл. Большие потери тепла в стенки понижают температуру воздуха в предкамере во Бремя сжатия, поэтому запуск двигателя с предкамерным смесеобразованием представляет большие трудности, требуется применение специальных устройств, облегчающих получение первых вспышек. [c.232]

Основным термодинамическим циклом газотурбинной установки является цикл, состоящий из адиабатического сжатия, подвода тепла при постоянном давлении и адиабатического расширения. Большое количество избыточного воздуха, необходимое для поддержания на сравнительно низком уровне максимальной температуры газа, поступающего на лопатки турбины, является причиной низкого отношения величины полезной работы газовой турбины к величине доли ее работы, затраченной на привод компрессора. В то же время благодаря высокой степени сжатия воздуха в компрессоре его температура на выходе из компрессора сравнительно высока, что ограничивает возможность введения большого количества тепла с подаваемым в камеру сгорания топливом, чтобы не превысить допустимое значение температуры газа перед турбиной. Так, при температуре газа на входе в турбину 815° С с увеличением степени сжатия компрессора от 2 до 4 (при коэффициенте полезного действия как турбины, так и компрессора равном 80%), значение условного коэффициента полезного действия на валу газотурбинного двигателя снижается с 51,1 до 42,3%. [c.200]

При длительной работе стенки цилиндра принимают некоторую среднюю температуру, лежащую между температурами воздуха в начале и в конце сжатия. Поэтому в области низких давлений тепло подводится от стенок к газу, а при более высоком давлении отдается от газа к стенкам. Линии сжатия и расширения, в частности, по этим причинам не являются, строго говоря, политропами. Вначале они проходят круче, а в конце более полого. В связи с этим работа сжатия увеличивается на величину, которую называют потерей через стенки. [c.110]

С помощью распределительных клапанных устройств [V , V , п на фнг. 92) через одну колонну идет прямой поток газа (снизу вверх), а через другую — обратный (сверху вниз). Через промежуток времени переключением клапанов Fj — потоки газов по колоннам меняются между собой. Клапаны и Vработающие при низких температурах, переключаются автоматически, от изменения давления в трубопроводах, вызванного переключением клапанов V- и V2. Потоки газов в низкотемпературных регенераторах переключаются периодически, в среднем через каждые 2—3 мин. В регенераторах, показанных на фиг. 92, в прямом и обратном направлениях пропускаются разные газы, в частности, в регенераторах воздухо-разделитель-ных установок прямой поток — это сжатый воздух, обратный — азот или кислород. Холодный газ, проходя через колонну, охлаждает металлическую насадку. В течение следующего периода через ту же колонну иронускается теплый газ. При этом газ охлаждается, а насадка отогревается. Таким образом, регенератор выполняет те же функции, что и противоточный тепло- [c.113]

Таким образом, иечи, в которых происходит направленный прямой теплообмен, являются типичными печами с факельным режимом организации горения, поскольку по самой природе своей создание горящего факела представляет собой процесс организации растянутого горения. Этим объясняется, что при таком сжигании топлива практическая температура горения весьма существенно отличается от теоретической. Это обстоятельство заставляет повышать требования к теплотворности топлива и прибегать к подогреву топлива и воздуха перед сжиганием. Для того чтобы факел сохранял свою индивидуальность на всем протяжении зоны, где создается направленный теплообмен, каждое горелочное устройство должно быть достаточно мощным, так как малые факелы очень быстро растворяются в окружающей атмосфере. Нужная мощность факела достигается соответствующим выбором диаметра горелки и скорости истечения сред. Смешивающая способность горелки должна соответствовать потребной длине факела. По этой причине горелки для печей с развитым рабочим пространством могут быть очень простой конструкции, например даже труба в трубе. Для жидкого топлива предпочтительны форсунки высокого давления, дающие длинное сосредоточенное пламя. Выбор типа форсунки высокого давления, а также параметров распылителя (пар, воздух, сжатый газ) определяется длиной рабочего пространства печи. Для больших печей более эффективны форсунки, в которых достигаются сверхзвуковые скорости распылителя (ДМИ, УПИ-К и др.) напротив, для коротких печей более целесообразны форсунки, из которых распылитель выходит с дозвуковыми скоростями, например форсунки Шухова. Из форсунок низкого давления для печей с относительно небольшой длиной рабочего пространства более прйспо 16 [c.243]

Степень сжатия. Дизели с более высоки.ми степенями сичатня при прочих равных условиях имеют повышенные температуры газов в конце сжатия и начале сгорания. Вследствие этого теплопередача от более горячего воздуха к впрыскиваемому топливу интенсифицируется и иерпод задержки самовоспламенения сокращается, а период сгорания с быстрым повыщением давления иескольгсо удлиняется, и работа дизеля становится мягче. Дизели с повышенными степенями сжатия легче пускаются при низких температурах окружающей среды. [c.128]

При сжигании топлива в поршневык камерах, СПГГ газ с высокой температурой используется в дизеле на сжатие воздуха, а в газотурбинную установку идет выпускной газ сравнительно низкой температуры (400—500° С). Сочетание работы этих двух тепловых двигателей дает более высокий к. п. д., чем при использовании газа, полученного в камерах сгорания, в движущемся потоке воздуха. Низкая температура выпускных газов, поступающих в турбину из СПГГ, способствует удлиненному сроку службы лопаток. [c.133]

Каскадные компрессионные машины и ожижение воздуха. Исторически получение возможно более низких температур с помощью паровых компрессионных машин преследовало цель достижения температуры, достаточно низкой для сжижения воздуха, азота или кислорода простым сжатием. Критические температуры этих так называемых постоянных газов (см. табл. 8) равны соответственно 132,5 126 и 154,3° К. Поэтому в испарителе необходима была температура ниже —147° С. Как указывалось выше, для достижения низких температур испарения требуются рабочие вещества с более низкими температурами кипения, чем у аммпака, сернистого ангидрида и т. п. Подходящими являются такие вещества, как, например, этилен и метан (см. табл. 3). Однако критические температуры этих веществ лежат значительно ниже температуры окружающей среды (282,8° К для этилена и 190,6° К. для метана), и поэтому для их конденсации в паровом комнресснонном цикле необходимо использовать испарители других вспомогательных компрессионных машин, работающих при более высоких температурах при этом получается так называемая каскадная система. [c.38]

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]

Так, гексафторид серы (шестифтористая сера) SF имеет электрическую прочность примерно в 2,5 раза выше, чем у воздуха в связи с этим гексафторид серы был назван впервые исследовавшим этот газ советским ученым Б. М. Гохбергом эяе-гавом (сокращение от слов электричество и газ ). На рис. 6-1 приведены значения пробивного напряжения между двумя металлическими дисковыми электродами с закругленными краями в воздухе и в элегазе в зависимости от абсолютного давления газа. Как видно из табл. 6-1, элегаз примерно в 5,1 раза тяжелее воздуха и обладает низкой температурой кипения он может быть сжат (при нормальной температуре) до давления 2 МПа без сжижения. Элегаз нетоксичен, химически стоек, не разлагается при нагреве до 800 °С, его с успехом можно использовать в конденсаторах, кабелях и т. п. Особенно велики преимущества элегаза при повышенных давлениях (рис. 6-2). [c.92]

ПГУ малой мощности с парогенераторами 25 и 50 т1ч, которые находятся, как правило, в тяжелых условиях эксплуатации, целесообразно создавать с турбонаддувным агрегатом простейшей конструкции, с невысокой степенью сжатия (2—3), низкой начальной температурой (400—500° С) и без отдачи энергии в сеть, по типу наддувных агрегатов дизелей. Парогазовая установка в сочетании с парогенератором малой производительности и газотурбинной установкой с начальной температурой газа 700—800° С и отдачей электрической энергии в сеть вследствие низких к. п. д. компрессора и газовой турбины при малых расходах воздуха и малой полезной мощности, которая составляет 400—1500 кет, имеет незначительную экономию топлива (3—4%) по сравнению [c.219]

Для улучшения качества и облегчения процесса обдувки поверхностей, расположенных в области пониженных температур газов (порядка 500 — 600 С и ниже), полезно заменить ручную обдувку обдувкой с помощью стационарных устройств. Стационарные об-дувочные приборы закреплены на месте и поэтому выходящие из них струи должны иметь большую скорость, чтобы достаточно эффективно воздействовать на удаленные от них участки поверхности нагрева. Это достиншмо при достаточно высоком давлении пара (пли сжатого воздуха) у обдувочного прибора. Практика показывает, что при давлении ниже 6 ати это часто не достигается. Поэтому иредночтитель-нее при низких давлениях пара пользоваться для обдувки не стационарными, а ручными обдувочными приборами, так как последние могут быть как угодно близко подведены к обдуваемым участкам. [c.148]

При сниягении температуры наружного воздуха работа, необходимая для сжатия воздуха в компрессоре, снижается по сравнению с работой расширения газов в турбине. Расход воздуха через ГТУ также зависит от плотности атмосферного воздуха его температуры и барометрического давления. В результате зимой при низких наружных температурах мощность ГТУ увеличивается, а летом снижается. Со снижением барометрического давления (высоты электростанции над уровнем моря) мощность ГТУ снижается, а с повышением давления — возрастает. [c.163]

По способу зажигания топлива двигатели внутреннего сгорания разделяют на две группы. К первой относятся двигатели высокого сжатия с самовоспламенением топлива—дизели ко второй — двигатели низкого сжатия с принудительным зажиганием, например от электросвечи. Характерной особенностью дизеля является самовоспламенение топлива в сжатом ( раскаленном ) в цилиндре воздухе. Если в замкнутом объеме (цилиндре) сжимать воздух, то он будет нагреваться до высоких температур. Поданное в нагретый воздух через форсунку распыленное топливо вспыхивает, сгорает, и образующаяся при этом энергия газов при расширении превращается в механическую работу. [c.95]

При низких степенях сжатия и низких температурах конца сжатия интенсивное вихреобразование может оказать даже обратный эффект, т. е. удлинить период задержки воспламенения. Такое явление объясняется тем, что при увеличении завихрений воздуха иовышается теплопередача от газов к стенке цилиндра и в связи с этим несколько снижается температура воздуха при сжатии, что с условиях невысокого сжатия может в некоторой степени ухудшить условия предпламенного процесса разложения топлива и удлинить период задержки воспламенения. [c.173]

На тепловозах водяная система предназначена для охлаждения теплонапряженных деталей двигателя (втулки и крышки цилиндра), его выпускных коробок и коллекторов, корпусов турбокомпрессоров, омываемых выпускными газами, сжатого воздуха, поступающего в двигатель. Кроме того, вода из системы используется для подогрева дизельного топлива при низких наружных температурах и санитарно-бытовых нужд локомотивной бригады. Вода по качеству должна соответствовать определенным техническим требованиям, чтобы избежать образования накипи на дет Элях и не вызывать их коррозии. Для этого воду термообрабатывают и добавляют к ней присадки. [c.139]

При измерении температуры кладки печи и в других подобных случаях для удаления дыма, копоти и пьши из пространства визирной трубы или фурмы перед пирометрическим преобразователем производят отдувку сжатым воздухом. В некоторых случаях во внутреннюю полость визирной арматуры подают сжатый воздух низкого давления или инертный газ для создания противодавления, преплтствуюш,его проникновению дыма, пыли и копоти через визирную трубу или фурму из рабочего объема печи. В том и другом случае воздух должен быть очищен от пыли, масла и влаги соответствующими фильтрами. [c.297]

Движение поршней к ВМТ вначале осуществляется за счет давления буферного воздуха Рт-лх 0,7 МПа), а затем под действием сил инерции масс поршней. При этом воздух сжимается в компрессорных цилиндрах и затем выталкивается через клапаны 10 в воздушный ресивер 3. Одновременно происходит сжатие воздуха в дизельном цилиндре. Впрыск топлива в цилиндр производится при давлении воздуха около 3,0 МПа, воспламенение при р 6,0 МПа. В конце сжатия давление составляет 7,5 МПа и продолжает расти за счет горения топлива. Максимальное давление газа составляет 11,5 МПа и выше, температура 1700 °С. Далее под воздействием давления газа происходит движение поршней от центра. Обычно рабочие газы из нескольких СПГГ собираются в общий ресивер и подаются в одну турбину. Относительно низкие [c.210]

Пуск ГТД может осуществляться также наддувом воздуха во входное устройство компрессора с помощью инжектора и баллонов сжатого воздуха или от имеющ 1хся на судне источников воздуха низкого давления. При этом практически сразу можно зажечь топливо В камере сгорания и раскручивать турбину горячими газами. Такой пуск обеспечивает меньший заброс температур и большую динамическую устойчивость компрессора, [c.331]

Здесь используемый энергоустановкой мазут подвергается газификации при относительном расходе воздуха Огг = 0,4-у0,5. Температура газа на выходе из газогенератора 1300°С. Получаемый газ охлаждается в.газоохладителях с использованием тепла для получения пара и нагрева очищенного газа. Затем газ очищается от золы и сажи путем промывки водой в скрубберах и пенных аппаратах. Очищенный газ, предварительно подогретый в теплообменнике, направляется на сжигание в камеру сгорания высоконапорного парогенератора ВПГ. Для компенсации гидравлических потерь в системе газификации и очистки в схему включается дожимающий компрессор Кг со степенью сжатия 8 = 1,4, с приводом от паровой противодавленческой турбины ПТ . Парогазовая установка разработана на базе паровой турбины ПТ-135/165-130, у которой исключены три последние ступени цилиндра низкого давления ЦНД и конденсатор, а также два подогревателя низкого давления ПНД. [c.19]

Воздух политропно сжимается в компрессоре низкого дасления (линия 1—2 ), затем поступает в воздухоохладитель, где изобарно охлаждается (линия 2 3) до температуры Тз = Т,. Из воздухоохладителя первично сжатый воздух вторично политропно сжимается в компрессоре высокого давления (линия 5-—4 ), после чего поступает в регенератор, где изобарно нагревается (линия 4 —5). Нагретый воздух и топливо поступают в первую камеру сгорания, где осуществляется процесс сгорания при р = onst (линия 5—6). Газы из первой камеры сгорания, содержащие больщой избыток воздуха, политропно (линия 6—7 ) расширяются в турбине высокого давления. [c.402]

Дизель ЮДЮО. На дизеле 19ДЮ0 двухступенчатое сжатие наддувочного воздуха, обычно применяемое в двухтактных дизе/Тях с газотурбинным наддувом. Это вызвано тем, что турбокомпрессоры при пуске и на холостом ходу практически не работают вследствие недостаточной энергии выпускных газов из-за низкой их температуры. Следовательно, количество воздуха и его давление, создаваемые турбокомпрессорами, не обеспечивают нормальную работу дизеля. В эти периоды воздух в цилиндры поступает от нагнетателя второй ступени, который приводится в действие механическим способом, и производительность его от энергии газов не зависит. [c.195]

Эти трубы применяют для подачи воды, газа, сжатого воздуха, пара низкого давления и других нейтральных и невзрывоопасных сред при температуре от —15 до + 200° С. В запнсимости от толщины стенки трубы подразделяют па обыкновенные, усиленные и легкие (согласно ГОСТ 3262—75). [c.62]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...