Библиографический список. 1. Криогенные системы

1. Криогенные системы. Основы теории и расчета: Учебник для студентов вузов по специальности «Криогенная техника» / А.М. Архаров, И.В. Марфенина, Е.И. Микулин. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988.

2. Криогенные системы: Основы проектирования аппаратов установок: Учебник для вузов по курсу «Криогенная техника» / А.М. Ар-харов, В.П. Беляков, Е.И. Микулин. - М.: Машиностроение, 1987. - 536 с.

3. Установки, машины и аппараты криогенной техники: Атлас. Ч.1. - М.: Пищевая промышленность, 1976.

4. Новотельнов В.Н., Суслов А.Д., Полтараус В.Б. Криогенные машины: Учебник для вузов по спец. «Техника и физика низких температур». - Спб.:Политехника, 1991. - 335 с.

5. Глизманенко Д.Л. Получение кислорода. - Изд. 5-е. - М.: Химия, 1972. - 752 с.

Приложение

Основные свойства газов и криогенных жидкостей

Параметр, свойство	Обозначение	Единица	Значение для
Хе	Кг	СН4	О2	Ar	F2	воздух
Температура: кипения^1 плавления^1 (приближенно) критической точки тройной точки	Tкип ­ Tпл ­ Tk Ta	K	165,05 161,39 289,74 161,35	119,78 115,79 209,39 115,76	111,7 90,7 191,06 90,66	90,188 54,4 154,78 54,361	87,29 83,85 150,72 83,81	84,95 53,5 144,31 53,481	»78,8 – »133 –
Давление: критической точки тройной точки	pk ра	МПа Па	5,84	5,51	4,64 11667,66	5,107	4,864	5,215	3,769
Плотность: льда (приближенно) насыщенной жидкости насыщенного пара^1 газа ^1 при Т = 293 К	rтв rж ¯ rп ­ rг ­	кг/м^3	10,0 5,49	8,803 3,40	424,5 1,8 0,6679	4,8 1,331	5,7 1,66	5,63 1,58	– »873 4,48 1,205
Теплота: испарения^1 плавления (приближенно)	rи ¯ rпл	Дж/г	95,7 17,26	107,6 22,6	509,54 58,6	212,76 13,95	163,02 29,55	175,5 13,4	205,5 –
Удельная теплоемкость: насыщенной жидкости^1   насыщенного пара^1   газа^1при Т = 293 К	ср cv ср cv ср cv	Дж/(г×К)	0,349 0,16 0 168 — 0,16 0,096	0,545 — 0,263 — 0,25 0,147	3,45 — 2,09 »1,55 2,22 1,69	1,6961 0,925¯ 0,964­ 0,666­ 0,922­ 0,658­¯	1,14 0,575 0,53 — 0,523 0,312	1,5­ 0,803 0,812­ 0,561­ 0,824­ 0,604­¯	» l,96­ — »1,02 — 1,01 0,72
Динамическая вязкость: насыщенной жидкости^1 насыщенного пара^1 газа^1при Т = 293 К	m¯ m­ m¯­	мкПа×с	13,3 23,0	10,8 25,0	102,8 4,49	6,85 20,7	»7 »23	»265 7,5 »23,5	»5,6 »18
Теплопроводность: насыщенной жидкости^1 насыщенного пара^1 газа^1при Т = 293 К	l¯ l­ l¯­	Вт/(м×К)	0,0706 0,00315 0,00547	0,09 0,00404 0,00931	»0,2 »0,012 »0,0329	0,1515 0,00855 0,0262	»0,12 »0,0057 0,0167	»0,15 »0,007 »0,024	0,146 »0,0073 0,0255
Скорость звука^1: в насыщенной жидкости в насыщенном паре	а ¯ а ¯­	м/с	645,2 –	684,3 –	»270		–		–
Количество жидкости^1, испаряющейся в сутки при теплопритоке 1 Вт	–	л	0,307	0,33	0,48	0,33	0,4	0,36	0,38

_________

¹ Свойства при давлении 0,101325 МПа.

Окончание прил.

Параметр, свойство	Обозначе-ние	Единица	Значение для
N2	Ne	H2 (н)^**	H2 (р)^**	^4He	^3He	H2O
Температура: кипения^1 плавления^1 (приближенно) критической точки тройной точки	Tкип ­ Tпл ­ Tk Ta	K	77,36 63,2 126,6 63,15	27,108 24,6 44,45 24,56	20,39 (н) 13,96 33,24 (н) 13,95 (н)	20,28 (р) 13,96 32,9 (р) 13,81 (р)	4,224 – 5,2014 –	3,191 – 3,324 –	373,15 273,15 647,31 273,16
Давление: критической точки тройной точки	pk ра	МПа Па	3,398 12 35,7	2,721 43307,5	1,297 (н) 7200,6 (н)	1,287 (р) 7040,6 (р)	0,2275 —	0,1165 —	23,62 611,2
Плотность: льда (приближенно) насыщенной жидкости насыщенного пара^1 газа^1 при Т = 293 К	rтв rж ¯ rп ­ rг ­	кг/м^3	4,61 1,165	4,8 0,8385	86,7 »70,8 1,34 0,08374		»15,5 0,1663	»22 0,124	0,5975 –
Теплота: испарения^1 плавления (приближенно)	rи ¯ rпл	Дж/г	25,8	85,7 16,62	58,7		20,8(»22*) 5,7	8,5 3,3	2257,2
Удельная теплоемкость: насыщенной жидкости^1   насыщенного пара^1   газа^1 при Т = 293 К	ср cv ср cv ср cv	Дж/(г×К)	2,05­ — 1,03 — 1,046 0,745	1,82­ ^1,2¯ 1,17 0,652 1,039 0,62	9,7­ (п) 5,75­ (п) 12,1­ (п) 6,5­ (п) 14,85­(п) 10,7¯­(п)		5,0­ 2,37­ 8,25­ 3,28¯­ 5,2¯­ 3,15¯­	4,6   6,89 4,135	4,22 »3,73 2,038 »1,52 – –
Динамическая вязкость: насыщенной жидкости^1 насыщенного пара^1 газа^1при Т = 293 К	m¯ m­ m¯­	мкПа×с	5 17,8	»124 »4,5 »32	13,2 (п) 1,13 (п) 8,15 (п)		3,6 1,25 18,9	1,9 »1,2 »16,3	»317,2 12,1 —
Теплопроводность: насыщенной жидкости^1 насыщенного пара^1 газа^1при Т = 293 К	l¯ l­ l¯­	Вт/(м×К)	0,14 »0,007 0,025	»0,13 »0,008 0,049	0,0988 (н) 0,0169 (н) 0,176 (н)		0,0197 0,0106 1,465	»0,0145 »0,0125 —	»0,675 0 024 —
Скорость звука^1: в насыщенной жидкости в насыщенном паре	а ¯ а ¯­	м/с		–	1090 (н) 355 (н)
Количество жидкости^1, испаряющейся в сутки при теплопритоке 1 Вт	–	л	0,54	0,84	2,73 (п)		33,2

__________

**(н) - нормальный водород, (р) - равновесный водород; (п) - пароводород.

¹ Свойства при давлении 0,101325 МПа.

Примечание. ¯ - общая тенденция к уменьшению при увеличении давления; ­ - общая тенденция к увеличению при уменьшении давления; ¯­ - слабая зависимость от давления.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие………………………………………………………………….3

Введение……………………………………………………………………...4

1. Базовые термодинамические понятия и законы. Применение

первого и второго закона термодинамики.……………………..…….5

1.1. Принцип сохранения массы, материальный баланс……….......5

1.2. Принцип сохранения энергии. Энергетический баланс……….6

1.3. Принцип возрастания энтропии. Уравнение энтропийного

баланса. Необратимость и затрата работы……………..............7

1.4. Принцип недостижимости абсолютного нуля

термодинамической температуры……………………...…….......8

2. Термодинамические диаграммы и процессы криогенных

систем……………………………………………………………………..10

2.1. Равновесные состояния и фазовые переходы чистых веществ………...10

2.2. Рабочие диаграммы криогенных систем…………………........13

2.3. Равновесные состояния и фазовые переходы бинарных

систем……………………………………..………………………….16

3. Основные процессы для получения низких температур…………..20

3.1. Процессы внешнего и внутреннего охлаждения………………20

3.2. Сжатие реальных газов в обратных термодинамических

циклах………………………………………………………………..22

4. Процессы, сопровождающиеся понижением температуры………..26

4.1. Дросселирование газов, паров и жидкостей…………………...26

4.2. Равновесное адиабатное расширение газа в детандере………28

5. Идеальные циклы криогенных систем……………………………….31

5.1. Криогенное термостатирование………………………………….31

5.2. Криогенное охлаждение…………………………………………..33

5.3. Криогенная конденсация и кристаллизация……………………35

5.4. Ожижение криогенных газов……………………………………..35

5.5. Разделение газовых смесей……………………………………….37

6. Реальные циклы криогенных систем…………………………………41

6.1. Классификация криогенных циклов…………………………….41

6.2. Основные характеристики реальных циклов

низкотемпературных систем……………………………………...43

6.3. Энергетический баланс отдельных ступеней охлаждения…..47

6.4. Ступени охлаждения криогенных систем………………………49

6.4.1. Ступень внешнего охлаждения………………………………..49

6.4.2. Ступень с расширением потока в детандере……….………..51

6.4.3. Ступень с расширением потока в дроссельном

устройстве…………………………………………………..…...52

7. Основные циклы низкотемпературных установок…………………55

7.1. Дроссельные циклы ожижения…………………………………..55

7.1.1. Цикл с простым дросселированием………………………......55

7.1.2. Цикл с предварительным охлаждением и дросселирова-

нием……………………………………………………………….59

7.1.3. Цикл с двойным дросселированием и циркуляцией

части потока……………………………………………………...62

7.1.4. Цикл с двойным дросселированием и предварительным

охлаждением……………………..…………………..………….64

7.2. Комбинированные циклы с дросселированием и

расширением рабочего вещества в детандерах………………..66

7.2.1. Циклы среднего и высокого давления………………………..66

7.2.2. Цикл низкого давления с турбодетандером………………....70

7.2.3. Цикл с расширением в детандере, дросселированием

и предварительным охлаждением…………………………….72

8. Газовые холодильные машины………………………………………..76

9. Разделение газовых смесей…………………………………………….80

9.1 Равновесные составы фаз идеальной системы…………………81

9.2. Процесс ректификации бинарной смеси…………………….....82

9.3. Ректификационная колонна……………………………………....84

9.4. Колонна однократной ректификации……………….…………..86

9.5. Двукратная ректификация………………………………………..88

10. Теплообменные аппараты криогенных установок……………......90

10.1. Особенности теплообменника в криогенных

системах………...................................................................90

10.2. Теплообменные аппараты, их классификация и виды

теплообменных поверхностей…………………………….........91

10.3. Эффективность теплообменников……………………………..92

10.4. Теплоизоляция криогенных систем…………………………....95

Библиографический список……………………………………………..100

Приложение………………………………………………………….........101

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Короткий Игорь Алексеевич

Дата добавления: 2015-07-24