第三章 低温原理与技术 制冷原理与技术 第一节气体液化与分离 第二节低温制冷机 第三节低温绝热
制冷原理与技术 第三章 低温原理与技术 第一节 气体液化与分离 第二节 低温制冷机 第三节 低温绝热
3.1气体液化与分离 3.11气体液化 D△ 制 冷 3.12气体分离和纯化系统 原“31.3气体的分离原理 理:3.14变压吸附 与x 技3.1.5空气分离系统 术
制 冷 原 理 与 技 术 3.1 气体液化与分离 3.1.1 气体液化 3.1.2 气体分离和纯化系统 3.1.4 变压吸附 3.1.5 空气分离系统 3.1.3 气体的分离原理
3.11气体液化=4 1,。基本概念 2热力学理想系练 单林德一汉普逊系统 4.带预冷林德一汉普逊系统 制 5.林德双压系统 冷 复迭式系练。 7.克劳特系统 原 8卡皮查系统 理 9.海兰特系统 10.采用膨胀机的其它液化系统 技1212.各种液化系统的性能比较1 与区,11液化系统 13.用于氖和氢的预冷林德一汉普逊系统 术 14.用于氖或氢的克劳特系统 15.氦制冷的氢液化系统 16.考林斯氦液化系统 17西家氯液化系统:、2
制 冷 原 理 与 技 术 3.1.1 气体液化 1. 基本概念 2. 热力学理想系统 3. 简单林德－汉普逊系统 4. 带预冷林德－汉普逊系统 5. 林德双压系统 6. 复迭式系统 7. 克劳特系统 8. 卡皮查系统 9. 海兰特系统 10. 采用膨胀机的其它液化系统 11. 液化系统 12. 各种液化系统的性能比较 13. 用于氖和氢的预冷林德－汉普逊系统 14. 用于氖或氢的克劳特系统 15. 氦制冷的氢液化系统 16. 考林斯氦液化系统 17. 西蒙氦液化系统
‖t基本概念 制 系。(单位质量气体的压缩功 统 w/ri 冷 的 w/m 原 性 单位质量气体液化功, 能 理 数液化率 y=m,/m 技三者之间的关系是:m” 与 术 (-/m)=(-i/mi
制冷原理与技术 1. 基本概念 − w / mm f − w / y = m f / m w m w m y f ( − / ) = ( − / ) (3.1) 系统的性能参数 单位质量气体的压缩功 单位质量气体液化功 液化率 三者之间的关系是 :
⊙A~循环效率OM力完善度)通常以理想循 环所需的最小功与实际循环液化功比值作为 评定的标准。,、 1 1/m 制FOM (3.2) w/ n2 冷 原 理 实 压缩机和膨胀机的绝热效率 际 压缩机和膨胀机的机械效率 氯能换热器的效率 换热器和管道的压降 数 系统与环境的热交换
制 冷 原 理 与 技 术 循环效率FOM(热力完善度): 通常以理想循 环所需的最小功与实际循环液化功比值作为 评定的标准。 压缩机和膨胀机的绝热效率 压缩机和膨胀机的机械效率 换热器的效率 换热器和管道的压降 系统与环境的热交换 f i f i w / m w / m w w FOM − − = = (3.2) 实 际 性 能 参 数
⊙A2热力学理想系统 压缩机 R 制冷原理与技术 2 T 膨胀机G ①液体 蓄液器 图3.1热力学理想液化系统(a)TS图,()系统图
制 冷 原 理 与 技 术 2. 热力学理想系统 图3.1 热力学理想液化系统. (a) T-S图，(b)系统图
图3.1热力学理想液化系统 压缩机 C We 膨胀机 液体/情波 器
制冷原理与技术
稳定物流的热力学第一定律: ) Qm-Wm=∑mh+v2/2+g)-∑mh+v2/2+g-) 制>通常动能和势能的变化相对于变而言小得多 冷Qmt-W net mb∑mb 原>理想系统时: 与《等熵过程=8: 理 OR-Wi=m(hs-h1)=-mdhi 技测QR=mT(S2-S)=-mr(S-S)(3.6) 术 >液化气体的理论最小功: :-=7(S1-S)-(h-h)= .(3
制 冷 原 理 与 技 术 − = + + − + + . i n . out Qnet Wnet m( h v / 2 gz) m( h v / 2 gz) 2 2 ➢稳定物流的热力学第一定律: ➢通常动能和势能的变化相对于焓变而言小得多: Qnet W net . . − = mh −mh out in . . . . ➢理想系统时: ( h h ) . ( h h ) m . m . Q R wi f f . − = − 1 = − 1 − ➢等熵过程 S2 = Sf : QR mT S S mT S Sf . . ( ) . = 1 2 − 1 = − 1( 1− ) ➢液化气体的理论最小功: f i f f i m w T S S h h m w − = 1( 1− ) −( 1− ) = − (3.3) (3.4) (3.5) (3.6) (3.7)
表3.1液化气体的理论最小功(初始点P=101.3kPa,T=3004 气体名称 沸点(K) 理论最小功(kJ/kg) 氦-3 3.19 8178 氦-44 4.21 6819 氢 20.27 12019 制冷原理与技术 2氖 27.09 1335 q氮 77.36 -7681, 空气 78.8 38.9 氧化碳 81.6 768.6 氩 87.28 478.6 氧 90.18 635.6b 甲烷 111.740 1091 4乙烷 184.5 353.1 丙烷 s23121404 氨 239.8 359.1
制 冷 原 理 与 技 术 表3.1 液化气体的理论最小功 (初始点P=101.3kPa，T=300K) 气体名称 沸点(K) 理论最小功(kJ/kg) 氦－3 3.19 8178 氦－4 4.21 6819 氢 20.27 12019 氖 27.09 1335 氮 77.36 768.1 空气 78.8 738.9 一氧化碳 81.6 768.6 氩 87.28 478.6 氧 90.18 635.6 甲烷 111.7 1091 乙烷 184.5 353.1 丙烷 231.1 140.4 氨 239.8 359.1
⊙A-3.简单林德一汉普逊系统 补充气体压缩机 换热器 R 制冷原理与技术 丁-T阀 W 图3.2 储液器-液体 林德一汉普逊系统 命
制 冷 原 理 与 技 术 3. 简单林德－汉普逊系统 图3.2 林德－汉普逊系统