БИЛЕТ 15

1)Разделение и очистка газов. Технологические процессы и очистки. Минимальная работа разделен газообр смесей

Минимальная работа разделения газовых смесей

Полное равенство справедливо для идеального газа.

2) Дросселирование паров и жидкостей. Применение этих процессов в низотемпер циклах

Данный процесс был исследован Джоулем и Томпсоном.

Дросселированием называется изоэнтальпный процесс расширения газа в адиабатных условиях, при его движении через гидравлическое сопротивление. При этом не совершается и не выделяется никакая внешняя работа, и скоростной напор на входе и выходе из расширительного устройства остаётся неизменным.

(последнее справедливо на некотором удалении от места расширения)

Дросселирование – необратимый процесс, характеризующийся потерями, которые можно вычислить через величину производства энтропии.

Рисунок 71. Схема процесса дроселлирования.

Поскольку процесс адиабатный без подвода и отвода работы, то энтальпия газа постоянна. Основное назначение процесса дросселирования – понизить температуру газа или жидкости.

Дросселирование паров и жидкостей.

Рисунок 82. Иллюстрация дросселирования в парожидкостной области.

В результате дросселирования жидкости или пара мы можем попасть в парожидкостную область, как это показано на рисунке 82.

После дросселирования пара доля пара больше доли образованной жидкости, и, наоборот, после дросселирования жидкости доля жидкости больше доли образовавшегося пара.

Но интегральный эффект дросселирования в обоих случаях остаётся одинаков, т.к. в парожидкостной области температура – есть функция только давления.

3) Особенности применения детандеров в низкотемп установках

Детандирование – адиабатное расширение газа или пара с совершением внешней работы. В идеальном случае процесс квазиравновесен и описывается условием S=const

В области умеренного холода используется в воздушных турбохолодильных установках. В области низких температур – ожижение низкотемпературных

газов, низкотемпературное разделение газовой смеси, и также в рефрижераторных установках, предназначенных для отвода теплоты из низкотемпературных камер.

Процесс детандеров реализуется с использованием объёмных и турбодетандеров.

Также, как и дросселирование, изоэнтропическое расширение

характеризуется дифференциальным эффектом понижения температуры,

=

интегральным эффектом

∆ = нк = нк

В качестве теплового эффекта изоэнтропного расширения используется идеальная работа детандирования .

Перепад температуры при S=const расширении уменьшается при понижении температуры начала расширения. Это обуславливается тем, что на TS – диаграмме с повышением температуры изобары идут более круто.

Рисунок 93. Зависимость интегрального эффекта детандирования от начального давления.

Общий вывод: исходя из вышеперечисленной зависимости, детандирование целесообразно проводить при высокой начальной температуре процесса расширения в области невысоких давлений окончания расширения.

Для воздушных турбохолодильных машин реализуется цикл Дубинского в ряде случаев, где давление расширения ниже атмосферного.