Криогенное охлаждение

Рассмотрим охлаждение газа при установившемся изобарном процессе.

Принципиальная схема и идеальный цикл такого процесса представлены на рис. 16.

а)	б)
рис. 16. Принципиальная схема и цикл охлаждения: а) схема обратимого цикла для охлаждения газа (сплошная линия - рабочее вещество, штриховая линия - охлаждаемый газ); б) обратимый цикл охлаждения газа в диаграмме Т -s

Если температура охлаждаемого вещества снижается от T_x^’ до T_x^”, то от единицы массы вещества отводится теплота

, (32)

где и - энтальпии охлаждаемого вещества при давлении p_х и температуре T_x^’ и T_x^”.

Цикл для осуществления процесса охлаждения 4’ – 3’: 1-2 - изотермическое сжатие; 2-3 - адиабатическое расширение; 3-4 - изобарный нагрев в теплообменнике; 4-1 - адиабатическое сжатие.

Процесс теплообмена в теплообменнике характеризуется отсутствием гидравлических потерь, а также равенством температур охлаждаемого и нагреваемого газа во всех сечениях аппарата.

Работа, затрачиваемая в таком цикле, может быть определена из уравнения энергетического баланса:

l_min = l_к +l_к’ – l_д = q_k - q_x. (33)

Заменив q_k и q_x соответствующими значениями, получим

l_min = T₀ (s₁ – s₂)(i₄ – i₃). (34)

Дата добавления: 2015-07-24