Обратный цикл - брайтон
Cтраница 1
Обратный цикл Брайтона обычно используется в рефрижераторах на 77 и 15О К. [1]
Цикл Клода аналогичен двухступенчатому обратному циклу Брайтона, за исключением того, что на холодном конце добавляются два теплообменника и дроссельный вентиль. Компрессор состоит из ряда ступеней с промежуточными холодильниками; количество ступеней зависит от отношения давлений в цикле. [2]
Сжатие в компрессоре по обратному циклу Брайтона и отвод тепла производятся при окружающей температуре. После сжатия газ высокого давления проходит через серию противоточных криогенных теплообменников, часть его расширяется в верхней турбине, где отводится энергия и газ подается для охлаждения обратного потока газа низкого давления. Оставшийся газ проходит через нижнюю турбину и поддерживает объект криостатирования при 20 К. [3]
В рефрижераторе на 20 К используется двухступенчатый обратный цикл Брайтона. Мощность, потребляемая таким рефрижератором, и его вес представлены на фиг. [4]
Типичные значения величин в точках схемы обратного цикла Брайтона при 15 К и холодопроизводительности 1 Вт показаны на фиг. [5]
Для рефрижераторов как на 77, так и на 15О К применяется простой обратный цикл Брайтона. [6]
 |
Систематика газовых холодильных машин класса G. [7] |
В этот класс входит сравнительно небольшое число машин, ими обычно реализуют различные модификации обратного цикла Брайтона. [8]
Были рассмотрены два близких рефрижераторных гелиевых цикла, приемлемых для использования турбомашин; их упрошенные схемы показаны на фиг. В рефрижераторе на 2О К применен двухступенчатый обратный цикл Брайтона, а для 4 4 К применяется цикл Клода. Число ступеней ( и последующих холодильников) компрессора зависит от отношения давлений в цикле. [9]
Влияние потерь от парциальности показано на фиг. Оба турбодетандера были спроектированы для одного и того же рефрижератора на 8О К, работающего по обратному циклу Брайтона, и испытаны с одинаковыми соплами. Кроме того, как вариант турбодетандера со степенью парциальности 70 5 % была испытана машина с парциальностью 100 %, полученной пропорцианальным увеличением площади проходного сечения соплового аппарата. [10]
Ответ автора: В качестве типичного примера возьмем рефрижератор на 5 Вт при 20 К - При оптимальных степенях сжатия в цикле для минимума потребляемой мощности одноступенчатый цикл Брайтона требует на 70 % больше мощности, чем двухступенчатый. Вес рефрижераторов для обоих циклов оказывается одинаковым. Недостатком одноступенчатого цикла в дополнение к большей потребляемой мощности является более высокое оптимальное отношение давлений. Следовательно, из-за дополнительных компрессорных ступеней одноступенчатый обратный цикл Брайтона в действительности более сложен и дорог, чем двухступенчатый. Дополнительное усложнение компрессора в одноступенчатой системе оказывается большим, чем усложнение криогенного блока в двухступенчатой системе. Поэтому мы не считаем ни практичным, ни желательным создавать миниатюрные одноступенчатые рефрижераторы на турбомашинах для 20 К. [11]
Страницы: 1