Глубокое охлаждение

Глубокое охлаждение используется для сжижения и разделе­ния газов (воздух, коксовый и природный газы и т.д.). Методами глубокого охлаждения получают редкие газы: аргон, гелий, неон, криптон и ксенон. При глубоком охлаждении применяют два ос­новных метода получения низких температур:

• расширение газов без совершения внешней работы (дроссе­лирование с использованием эффекта Джоуля—Томсона);

• расширение газов с совершением внешней работы в детандере.

Дроссельный эффект может быть положительным (при дроссе­лировании газ охлаждается) и отрицательным (газ нагревается). Температура большинства газов при дросселировании понижает­ся, причем воздух, кислород и азот можно охладить при комнат­ной температуре, а водород и гелий необходимо предварительно охладить для получения положительного дроссельного эффекта.

Цикл высокого давления с однократным дросселированием (рис. 16.4) применяется для сжижения воздуха. Он сжимается в

Детандеры могут быть как поршневыми, так и центробежны­ми (турбодетандеры). При расширении газа в детандере достигает­ся большее снижение температуры, чем при дросселировании. Однако эффективность охлаждения с помощью этого метода не­велика из-за гидравлических ударов и вихреобразования в детан­дере, приводящих к потерям теплоты. Поэтому для получения низких температур осуществляют комбинированные циклы, в которых расширение газа в детандере обеспечивает предваритель­ное охлаждение, а для дальнейшего охлаждения до температуры сжижения применяют дросселирование.

Контрольные вопросы

1.В каких процессах используется искусственное охлаждение?

2.Как классифицируют способы получения искусственного холода?

3.Какие требования предъявляют к хладагентам?

4.Что называют холодопроизводительностью?

5.Как работают компрессионные холодильные машины?

6.Каков принцип действия абсорбционных холодильных машин?

7.Назовите методы глубокого охлаждения. Чем они различаются?

РАЗДЕЛ V