Дросселирование газов
т. е. равна разности энтальпий несжиженного воздуха, уходящего из главного теплообменника, и сжатого воздуха, поступающего в этот теплообменник.
Количество тепла, отнимаемого в аммиачном холодильнике, составляет:
qам.=(i׳1-i׳2) – (i1- i2)+x(i1-i׳1)
т. е. равно разности холодопроизводительностей данного (i׳1-i׳2) , необходимое для охлаждения сжимаемой части воздуха от температуры засасываемого воздуха до температуры охлаждения в аммиачном холодильнике при 1 ат.
(Рис. 4)
Цикл с двукратным дросселированием и предварительным охлаждением.
Этот цикл является комбинацией циклов с двукратным дросселированием и предварительным охлаждением.
Холодопроизводительность цикла:
q0=x(i׳1-i0)+qп=(i׳2-i׳3)+M(i׳1-i׳2)
Количество тепла, отводимого в аммиачном холодильнике, составляет:
qам=[(i׳2-i׳3)+ M(i׳1-i׳2)]-[(i2-i3)+M(i2-i1)]+ x(i1-i׳1)
т. е. равно разности холодопроизводительностей данного цикла и цикла с двукратным дросселированием без предварительного охлаждения плюс тепло x(i1-i׳1), необходимое для охлаждения сжижаемой части воздуха от температуры засасываемого воздуха до температуры охлаждения в аммиачном холодильнике при 1 ат.
Здесь величины i1 и i3 соответствуют точкам 2 и 3 на рис. 3, а i׳1,i׳2 и i׳3 – энтальпии воздуха при температуре после аммиачного холодильника и соответственно низком, среднем и высоком давлениях.
Холодильные циклы с расширением сжатого газа в детандере
Цикл высокого давления (цикл Гейландта)
Сжатый до давления ~200 ат воздух (рис. 5) разделяется на две части, из которых одна направляется в детандер II, а другая в теплообменник III и далее в дополнительный теплообменник IV.
Охлажденный в теплообменниках воздух дросселируется и часть его сжижается. Несжиженная часть проходит дополнительный теплообменник, после чего смешивается с воздухом, расширившимся и охладившимся в детандере. Эта смесь охлаждает сжатый воздух в теплообменнике III.
Обозначенная через M долю воздуха, проходящего через детандер (величину М принимают 0,5 – 0,6), согласно уравнению q0=(i1-i2)+(i2-i׳3)=qдрос.+lдет. имеем:
q0=x(i1-i0)+qп.=(i1-i2)+M(i2-i8)
Первый член (i1-i2) выражаетхолодопроизводительность, получаемую в результате дросселирования, а член M(i2-i8) – холодопроизводительность, соответствующую работе отданной, в детандере. Коэффициент полезного действия детандера в условиях данного цикла составляет ~0,7.
(Рис. 5)
Цикл среднего давления .
Сжатый до давления 25 – 40 ат воздух поступает в предварительный теплообменник II, где охлаждается до температуры около -80˚ С (точка 3). Затем часть воздуха поступает в детандер III, где, расширяясь до 1 ат, охлаждается до температуры порядка -140˚ С. Другая часть воздуха охлаждается в главном теплообменнике IV и при этом конденсируется. Жидкий воздух для удаления его из системы дросселируется до атмосферного давления и поступает в сборник VI. Испаренная при этом часть воздуха вместе с воздухом, выходящим из детандера, проходит через главный и предварительный теплообменник.