Коэффициент - ожижение
Cтраница 2
Из рис. 61 следует, что при использовании жидкого азота коэффициент ожижения весьма высок, а применение азота, кипящего под вакуумом ( Гы2 65 К), позволяет увеличить х на 60 - 70 %; пропорционально сокращаются и энергетические затраты. [16]
Предварительное охлаждение газа высокого давления перед подачей его в ожижительную мадщну Линде значительно увеличивает коэффициент ожижения и, следовательно, уменьшает расход энергии на получение литра жидкости. [17]
Предварительное охлаждение газа высокого давления перед подачей его в ожижительную машину Линде значительно увеличивает коэффициент ожижения и, следовательно, уменьшает расход энергии на получение литра жидкости. [18]
 |
Основные характеристики некоторых водородных ожижителей. [19] |
Очистка газа от азота является более трудной задачей. Обычно в водороде содержится - 0 5 % азота по объему. При коэффициенте ожижения, равном 25 %, на каждый литр сжиженного водорода через машину надо пропустить 3 14 м3 газообразного водорода, и если содержание примеси равно 0 5 %, то это даст при вымораживании - 20 0 твердого азота. Таким образом, при ожижениц, скажем, 10 л водорода в машине накопится - 100 - 200 см3 твердых примесей, которые могут легко закупорить полностью или частично трубки высокого давления и вентили. Кроме того, что более важно, эти примеси, отлагаясь на внутренней поверхности трубок теплообменников, уменьшают коэффициент теплопередачи. [20]
Очистка газа от азота является более трудной задачей. Обычно в водороде содержится - - - 0 5 % азота по объему. При коэффициенте ожижения, равном 25 %, на каждый литр сжиженного водорода через машину надо пропустить 3 14 м3 газообразного водорода, и если содержание примеси равно 0 5 %, то это даст при вымораживании - 20 г твердого азота. Таким образом, при ожижении, скажем, 10 л водорода в машине накопится - 100 - 200 СМА твердых примесей, которые могут легко закупорить полностью или частично трубки высокого давления и вентили. Кроме того, что более важно, эти примеси, отлагаясь на внутренней поверхности трубок теплообменников, уменьшают коэффициент теплопередачи. [21]
Эти данные еще более убедительно свидетельствуют о значительном увеличении г при понижении температуры предварительного охлаждения. Хотя термодинамические данные, по которым построены кривые Кейса, недостаточно точны ( см. [89]), интересно привести вычисленные Кейсом значения коэффициента ожижения s для водорода в зависимости от температуры предварительного охлаждения Г1 для различных значений давления сжатия р.т. Результаты этих вычислений в виде кривых показаны на фиг. [22]
Коэффициент ожижения х в значительной степени зависит от температуры предварительного охлаждения, изменение которой с 20 до 16 К позволяет в 2 раза увеличить выход жидкости. Максимум кривых лежит при давлениях р 3 0 - 3 5 Мн / м2, соответствующих состоянию инверсии для данных температур. На этом же графике приведена кривая для Т 25 К, что свидетельствует о возможности ожижения гелия при предварительном охлаждении жидким неоном, однако коэффициент ожижения при этом очень мал. [23]
Коэффициент ожижения х в значительной степени зависит от температуры предварительного охлаждения, изменение которой с 20 до 16 К позволяет в 2 раза увеличить выход жидкости. Максимум кривых лежит при давлениях р % 3 0 - 3 5 Мн / мг, соответствующих состоянию инверсии для данных температур. На этом же графике приведена кривая для Т 25 К, что свидетельствует о возможности ожижения гелия при предварительном охлаждении жидким неоном, однако коэффициент ожижения при этом очень мал. [24]
Применение дополнительной ступени охлаждения путем дросселирования до промежуточного давления повышает эффективность цикла сравнительное простым дросселированием. Поток водорода высокого давления проходит теплообменники /, / /, / / / и дросселируется до промежуточного давления в сосуд IV. Небольшое количество водорода охлаждается в теплообменнике V и дросселируется в сборник жидкости VI: остальной водород из сосуда IV возвращается через теплообменники в компрессор при промежуточном давлении. Работа сжатия в компрессоре существенно уменьшается и, несмотря на некоторое уменьшение коэффициента ожижения, удельный расход энергии снижается. Данная схема отличается от аналогичной для ожижения воздуха включением промежуточного теплообменника V. Минимальный расход энергии ( рис. 51, б) имеет место при промежуточном давлении, равном примерно половине высокого давления. [25]
Применение дополнительной ступени охлаждения путем дросселирования до промежуточного давления повышает эффективность цикла сравнительно с простым дросселированием. Поток водорода высокого давления проходит теплообменники /, / /, / / / и дросселируется до промежуточного давления в сосуд IV. Небольшое количество водорода охлаждается в теплообменнике V и дросселируется в сборник жидкости VI: остальной водород из сосуда IV возвращается через теплообменники в компрессор при промежуточном давлении. Работа сжатия в компрессоре существенно уменьшается и, несмотря на некоторое уменьшение коэффициента ожижения, удельный расход энергии снижается. Данная схема отличается от аналогичной для ожижения воздуха включением промежуточного теплообменника V. Минимальный расход энергии ( рис. 51, б) имеет место при промежуточном давлении, равном примерно половине высокого давления. [26]
При известных рабочих давлениях и температурах это уравнение позволяет легко определить г - так называемый коэффициент ожижения - по ( Н - - диаграмме. Температура сжатия Т2 определяется соображениями практического удобства и принимается несколько выше окружающей температуры. Давление входящего воздуха pi также известно и обычно равно - - 1 атм, что удобно при нодаче ожижаемого газа из газгольдера. Следовательно, значения На и Я / известны. Тогда, как видно из (18.1), коэффициент ожижения зависит только от величины Нъ. Этот результат интересен тем, что коэффициент ожижения не зависит от условий расширения, а определяется состоянием воздуха высокого давления на входе в теплообменник. [27]
При известных рабочих давлениях и температурах это уравнение позволяет легко определить г - так называемый коэффициент ожижения - но ( / / - S) - диаграмме. Температура сжатия 7 2 определяется соображениями практического удобства и принимается несколько выше окружающей температуры. Давление входящего воздуха р также известно и обычно равно - 1 атм, что удобно при подаче ожижаемого газа из газгольдера. Следовательно, значения На и If, известны. Тогда, как видно из (18.1), коэффициент ожижения зависит только от величины Нъ. Этот результат интересен тем, что коэффициент ожижения не зависит от условий расширения, а определяется состоянием воздуха высокого давления на входе в теплообменник. [28]
При создании ожижителей на базе ГХМ необходимо решить в первую очередь вопросы надежности и эффективности многоступенчатых ГХМ, обеспечивающих необходимую холодопроизводи-тельность на заданных уровнях температур и высокоэффективный теплообмен между потоком ожижаемого гелия и газом, циркулирующим в ГХМ. Предназначенные для этой цели теплообменники должны обеспечивать малую разность температур между потоками при незначительной потере давления. Для уменьшения осевой теплопроводности между дисками расположены проставочные кольца из нержавеющей стали. Встречный поток проходит по периферии дисков. При расчете циклов, использующих ГХМ, следует определить коэффициент ожижения х и тепловые нагрузки ГХМ на каждой ступени, необходимые для охлаждения ожижаемой доли гелия и покрытия потерь холода. В этих циклах весь поток, идущий из компрессрра, поступает на дросселирование, поэтому коэффициент ожижения непосредственно определяется по формуле ( 41), где дроссельэф-фект Агг вычисляется при температуре охлаждения на нижней ступени ГХМ. [29]
При создании ожижителей на базе ГХМ необходимо решить в первую очередь вопросы надежности и эффективности многоступенчатых ГХМ, обеспечивающих необходимую холодопроизводи-тельность на заданных уровнях температур и высокоэффективный теплообмен между потоком ожижаемого гелия и газом, циркулирующим в ГХМ. Предназначенные для этой цели теплообменники должны обеспечивать малую разность температур между потоками при незначительной потере давления. Для уменьшения осевой теплопроводности между дисками расположены проставочные кольца из нержавеющей стали. Встречный поток проходит по периферии дисков. При расчете циклов, использующих ГХМ, следует определить коэффициент ожижения х и тепловые нагрузки ГХМна каждой ступени, необходимые для охлаждения сжижаемой доли гелия и покрытия потерь холода. В этих циклах весь поток, идущий из компрессрра, поступает на дросселирование, поэтому коэффициент ожижения непосредственно определяется по формуле ( 41), где дроссельэф-фект Дгг вычисляется при температуре охлаждения на нижней ступени ГХМ. [30]
Страницы: 1 2 3