Простой регенеративный цикл с изоэнтальпийным расширением и предварительным охлаждением газа
Исходный газ изотермически сжимается (линия 1 – 2) при темпера-
туре Т компрессором А, изобарически охлаждается (линия 2 – 3) обратным
газом в предварительном теплообменнике С до температуры Т1, после это-
го он охлаждается (линия 3 – 4) в холодильнике D парокомпрессионной
холодильной машины (обычно аммиачном) до температуры Т2 и, наконец,
охлаждается (линия 4 – 5) обратным газом в основном теплообменнике E;
обратный газ нагревается (линия 7 – 1), охлаждая газ высокого давления.
Цикл Клода
Эффективным является цикл, основанный на изоэнтропическом
расширении предварительно сжатого газа.
Исходный газ сжимается (линия 1 – 2) компрессором А, охлаждается
(линия 2 – 3) в предварительном теплообменнике С и делится на части m и
(1− m). Часть m охлаждается в теплообменнике D обратным воздухом из
детандера F по изобаре 3 – 5, затем охлаждается в теплообменнике E по
изобаре 5 – 6, дросселируется (линия 6- – ), в результате чего образуются
жидкость и пар. Пар направляется в теплообменник E и отдает холод ис-
ходному газу (линия 8 – 4).
Часть газа (1− m) расширяется в детандере F по политропе 3 – 4 с от-
дачей работы. В результате расширения температура газа снижается, ох-
лажденный газ присоединяется к обратному газу. Общий поток газа на-
правляется в теплообменники D и C, где и отдает свой холод исходному
газу (изобара 4 – 1).
Холодопроизводительность в циклах с изоэнтропическим
|
|
|
расширением больше, чем в циклах с изоэнтальпическим расширением,
на величину, эквивалентную работе, воспроизводимой детандером, т.е.
на ( )( ) 1− m i3 − i4 .
Рассмотренный холодильный цикл Клода наиболее экономичен в
том случае разделения смесей, когда разделенные компоненты должны
быть получены в виде жидкостей.
Если же в результате разделения газовых смесей необходимо полу-
чить газообразные компоненты, то применяют другие холодильные циклы,
основанные также на изоэнтальпическом расширении газа, например, цикл
Капицы.
Цикл Капицы
Регенеративный цикл Капицы (рис. 4.11) с изоэнтропическим рас-
ширением газа особенно эффективен в том случае, когда в результате раз-
деления газовой смеси должны быть получены газообразные компоненты,
а установка имеет большую производительность. Отличительной аппара-
турно-технологической особенностью установки Капицы является низкое
избыточное давление (для воздуха 0,5 – 0,6 МПа) и применение турбинных
машин (компрессора и детандера).
Исходная газовая смесь сжимается (линия 1 – 2) турбокомпрессором
А и охлаждается (линия 2 – 3) в теплообменнике С. После охлаждений газ
делится на два потока, один из них направляется в ожижитель D, где охла-
|
|
|
ждается и конденсируется (линия 3 – 5 – 6). Далее следует дросселирова-
ние (линия 6 – 7). Конечная жидкость 0 собирается в сборнике сжиженного
газа F. Другая часть потока (большая) охлажденного в теплообменнике га-
за направляется на расширение (линия 3 – 4) в турбодетандер Е. Охлаж-
денный после турбодетандера газ направляется в качестве холодильного
агента в ожижитель D и далее в теплообменник C для охлаждения сжатого
газа (линия 4 – 1).
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 517; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!