Газовые холодильные машины

Глава делится на 9 разделов, охватывающих следующие темы раздел J — газовые холодильные машины раздел 2— паровые компрессионные холодильные машины разделы 3—5—охлаждение с использованием эффекта Джоуля — Томсона (дросселирование) и ожижение воздуха и водорода методом Линде разделы 6 и 7—охлаждение с использованием адиабатического расширения и ожижение воздуха (а также других газов) методом Клода раздел 8— применение однократного адиабатического расширения для он н-жения водорода. Раздел 9 посвящен теплообменникам и регенераторам. [c.7]

Ф и г. 2. Идеализированная индикаторная диаграмма работы газовой холодильной машины с незамкнутым циклом. [c.9]

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

Относительный к. н. д. т ти- цикла с вихревой трубой по сравнению с газовой холодильной машиной с адиабатическим расширением [c.15]

Ф и г. 8. Схема газовой холодильной машины с замкнутым циклом. [c.16]

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

Схема соответствует газовой холодильной машине Филипс . [c.17]

При простом адиабатическом расширении, которое, например, осуществляется в прежних газовых холодильных машинах (см. схемы на фиг. 1 и 8), имеем [c.20]

Фиг. 16. Характеристики работь газовой холодильной машины Филипс [3].

Значение теплообменников и регенераторов. Почти во всех описанных выше установках для получения низких температур большую и важную роль играют теплообменники или регенераторы. В развитии газовых холодильных машин, приведшем к созданию таких современных установок, как машина Филипс [3], включение в нее регенератора ней- [c.98]

По виду хладагентов и их агрегатному состоянию в цикле холодильные машины подразделяют на две группы газовые холодильные машины, в которых хладагент, например воздух, находится в состоянии, далеком от линии насыщения паровые холодильные машины, в которых хладагентом являются пары различных веществ, а хладагент в цикле холодильной машины может быть в жидкой фазе, в виде влажного насыщенного пара, сухого или перегретого пара. [c.176]

Газовая холодильная машина [6J. Схема простой газовой холодильной машины с противоточным теплообменником-регенератором показана на рие. 170. а. В качестве холодильного агента выбран идеаль- [c.380]

С затратой механической энергии Понижение температуры сжатого воздуха при его расширении и производстве работы Машинное в газовых холодильных машинах [c.487]

Также следует иметь в виду, что одностороннее стремление к устранению локальной необратимости отдельных элементов может привести к результатам, прямо противоположным намеченной цели, т. е. к уменьшению степени эксергетического совершенства всей установки. Это наглядно иллюстрируется ниже, при выборе оптимальных разностей температур в регенераторе газовых холодильных машин. [c.46]

Рис. 5-11. Газовая холодильная машина Филипс.

Рис. 4.2.6. Регенераторы газовых холодильных машин

И вот рядом с поршневыми газовыми холодильными машинами появляются турбохолодильные машины как с открытым (воздушные), так и с закрытым (газовые) циклом. Область их рационального применения пока лежит за границей холода ниже 200 °К. [c.160]

Регенеративные газовые холодильные машины, работающие по данному циклу (фирма Филипс , Голландия), являются одними из наиболее экономичных холодильных машин и обеспечивают охлаждение в широком интервале температур. К недостаткам машин относятся ограниченная холодопроизводительность в одном агрегате, большая удельная трудоемкость изготовления и недостаточная надежность. [c.129]

Конструкция, методика расчета, а также результаты испытаний газовой холодильной машины описаны в работах [29,31]. [c.129]

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ГАЗОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН [c.21]

Рис. 1-2. Систематика газовых холодильных машин класса О]. / — Г о ,3—

Рис. 1-3. Принципиальные конструктивные схемы газовых холодильных машин вида (класс О .

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]

Ясно, что для повышения коэффициента k газовых холодильных машин необходимо устранить потерю полезной работы при изобарическом расширении газа в холодной камере и сделать процесс сжатия более экономичным с точки зрения затраты энергии, проводя его квазиизотермически, а не адиабатически. Значительное приближение к такому более выгодному изотермическому процессу отдачи и поглощения тепла было достигнуто недавно Келлером и Джонкерсом [3] в газовой холодильной машине с замкнутым циклом (см. п. 5). [c.10]

Холодильный коэффициент вихревой трубы. Для определения S вихревой трубы, используемой в качестве газовой холодильной машины с незам- [c.13]

Для адиабатического сжатия формула (3.3.) дает величину вихр. =0,07. Это значение следует сравнить со значениями коэффициентов и k газовой холодильной машины с адиабатическим расширением, работающей при тех же температурах Т и Т . Величина представляет собой значение холодильного коэффициента машины, не использующей работу расширения. Вычисление дает = 0,45 и S = 0,97. Отсюда видно, что цикл с вихревой трубой обладает значительно меньшим холодильным коэффициентом, чем обычный цикл газовой холодильной машины. Относительный к. п. д. цикла с вихревой трубой ио сравнению с газовой холодильной машиной Т отн. = вихр./ составляет, следовательно, 7,3%. Поскольку онисанпые выше газовые холодильные машины обладают небольшими к. п. д. по сравнению, например, с паровыми компрессионными машинами, представляется маловероятным, чтобы вихревые трубы приобрели большое практическое значение, за исключением тех случаев, когда необходимым требованием является предельная простота конструкции. [c.15]

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]

Газовые холодильные машины Филипс с замкнутым циклом, описание которых приведено у Келлера и Джонкерса [3], дают возможность получить [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]

Фиг. 14. Подробная схема газовой холодильной машины <Гилипс [3].

Детальный чертеж газовой холодильной машины <1Филипс приведен на фиг. 14. В качестве охлаждающего газа используется водород или гелий. Нижний конец вытеснительного поршня 3, находящийся в контакте с цилиндром, имеет сравнительно высокую температуру (температуру внешней среды) и поэтому в него вмонтированы уплотнительные кольца. Верхняя часть поршня, находящаяся в тепловом контакте с холодным детандерным пространством Ve, теплоизолирована от нижнего конца высоким куполом 17, сделанным из теплоизоляционного материала. [c.21]

В книге Л. Камке, К, Кремер Физические основы единиц измерения (М., 1980, 9.5) доказывается, что процесс Карно не единственный круговой процесс с к. п. д. ri = (7 — Т з)/ ,. Таким же к. п. д. обладает процесс Стирлинга, лежащий в основе воздушного двигателя и газовой холодильной машины Onjwn a. В это.м круговом процессе между изотермическим расширением при Ti и изотермическим сжатием при Tj происходит два изохорных изменения состояния. В ходе первого изохорного этапа рабочее вещество (рассматривается идеальный газ), имеющее объем Vj, охлаждается от Т , до Tj, при этом оно огдает определенное количество теплоты. При [c.176]

Холодильный коэффициент газовой холодильной машины еу-щеетвенно отличается от холодильного коэффициента обратного цикла Карно. Цикл Карт можно было бы осуществить обратимо, отнимая теплоту в холодильной камере при и обратимо отдавая [c.346]

На рис. 151, обратный цикл Карно I-2-3-4-1 показан пунктиром, Сопоставляя пл. с4 Id пл.с4М и нл. 12 34 е пл. 1234, легко убв диться в том, что экономичность реального цикла газовой холодильной машины значительно ниже экономичности соответствующего цикла Карио. СравР1Им эти циклы для следующих условий пусть цикл[.1 осуществляются в интервале температур от 291 до 265 К, при этом в цикле газовой холодильной машины = 291 К Рл = 0,490 МПа Р4 0,098 МПа. В обратном цикле Карно/-2 -5-4 -/ (рис. 151, ) Т , = 291 К Т л == Ti = 265 К. Принимая /г = 1,4, находим температуру в цикле газовой холодильной машины [c.346]

Из полученных результатов следует, что в рассматриваемых условиях при одной и той же затрате работы холодопроизводитель-ность газовой холодильной машины в шесть раз ниже хо. 5допроизво-дительности машииря, в которой осуществляется обратный цикл Карно. Вследствие низкой экономичности для газовых холодильных машин [c.346]

Возможности циклов с рабочим тело.м, находящимся в однофазном состоянии, этим не исчерпаны. Цикл Карно не единственно возможный идеальный цикл. Существуют другие обратимые циклы, с термодинамической точки зрения эквивалентные циклу Карно. Таким циклом является цикл, составленный из двух изотерм и двух изохор (или двух изобар) (см. рис. 34 з). Действительно, в условиях идеального цикла оба цикла эквивалентны циклу Карно. В то же время, только один теоретический цикл—изотермо-изохорный эквивалентен идеальному, поскольку для ван-дер-Ваальсовых веществ — функция только температуры. Подобные циклы известны давно. Еще в 1850 г. была построена воздушная тепловая машина Стирлинга с регенераторами и позднее машина Эриксона. В 1871 г. И. А. Вышнеградский развил теорию регенеративных циклов, считая, что регенераторы предназначены для замены адиабатических линий цикла Карно линиями постоянного давления и линиями постоянного удельного объема . Несмотря на это, в низкотемпературной технике трудности, связанные с практическим осуществлением подобных циклов были впервые преодолены только в 1954 г. при создании газовой холодильной машины Филипс , предназначенной [c.148]

Для аппаратов холодильных машин больше всего подходит насадка из тонкой проволоки ватообразной структуры или мелкой сетки из меди, латуни, бронзы или другого материала высокой теплопроводности. Коэффициент компактности такой насадки достигает 10 м /м На рис. 4.2.6 приведены конструкции регенераторов газовых холодильных машин. [c.398]

В газовых холодильных машинах фирмы Филипс (Голландия) насадкой теплообменного аппарата является тонкая скрученная медная проволока. Иногда в низкотемпературных холодильных машинах применяют насадку теплообменного аппарата, выполненную в виде пористых элементов (гранул) шаровидной формы из свинца размером 100...250 мкм. Пористая металлическая основа заполняется инертным газом в твердой фазе, который обеспечивает высокую теплоаккумулируюшую способность насадки. Рассмотренные выше типы насадок не охватывают всего их разнообразия. [c.398]

Сравнение воздушных и газовых Машин с пардкомпрессионными. Характерная особенность воздушных и газовых холодильных машин заключается в том, что с понижением температуры охлаждения степень их термодинамического совершенства (отношение действительного холодильного коэффициента к идеальному) остается примерно постоянной и даже несколько возрастает. У парокомпрессионных машин эта величина резко падает. Вызвано это тем, что с понижением температуры у паровых машин быстро возрастает степень сжатия хладагента, а следовательно, ухудшается действительный КПД компрессора и возрастают необратимые потери в цикле. У воздушных машин необходимая степень сжатия составляет я = 2- -4, а абсолютное значение работ сжатия и расширения почти не изменяется в широком интервале при понижении температуры. [c.130]

Ниже мы достаточно подробно остановимся на анализе низкотемпературного прямого цикла, который получает практическое значение в связи с проблемой регазификации ожиженных газов, а теперь перейдем к систематике тех схем, которые мы будем называть принципиальными. Термин этот будет применяться по отношению к схемам, которые классифицируются по термодинамическому признаку. В качестве примера будет рассмотрена исчерпывающая систематика, проведенная И. М. Шнайдом [56] по отношению к газовым холодильным машинам. В настоящее время находят применение около 20 типов этих машин. [c.21]

Разработка рациональной систематики позволяет проанализировать новые типы машин и определить возможное количество таких типов. Все газовые холодильные машины можно разделить на два класса машины с нестационарным потоком рабочего тела (класс Gi) и машины со стацпонарными потоками (класс Сг) [51а]. [c.21]

На рис. 4-12 показана принципиальная совмещенная диаграмма баланса эксергетических и других затрат и потерь в термотрансформаторе. Каждый реализуемый процесс обязательно сопровождается эксергетической потерей П и вкладами капитальных Ki и эксплуатационных <9, затрат. Неучет капитальных и эксплуатационных затрат, а также вопросов надежности и безаварийности энергетических установок при выборе оптимальных вариантов с инженерной точки зрения со-верщенно недопустим. Также следует иметь в виду, что одностороннее стремление к устранению локальной необратимости отдельных элементов может привести к результатам, прямо противоположным намеченной цели, т. е. к уменьшению эксергетического КПД всей установки. Это наглядно иллюстрируется ниже при выборе оптимальных разностей температур в регенераторе газовых холодильных машин. [c.96]

Шнайд И. М. Систематика газовых холодильных машин. — В кн. Холодильная техника и технология, вып. 17. Киев Технша, [c.282]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...