Особенности процессов в газовых трансформаторах теплоты.

Применение в трансформаторах теплоты рабочих тел, меняющих в ходе процесса агрегатное состояние(пар-жидкость, газ -ж), позволяет создать эффективные системы различного назначения. Использование в части цикла конд. вещества позволяет сделать участки более компактными благодаря сравнительно малым расходам рабочего тела и темпер-м коэф-м альфа, при испарен и конденсации. В случае необходимости обеспечиваются так же изотермические участки внеш подвода и отвода теплоты. Кроме того, возможность замены без существенных потерь в ряде случаев расширит. машины детандера дроссел. вентилем(РВ) существенно упрощает установку. Но использование циклов с фаз переходом имеет ряд недостатков. 1 Жестко фиксированное давление Р0, определяемое для данного раб тела температурой его испарение и Рк, определяемое т-рой конденсации. 2 Ограниченный интервал рабочих давлений и температур. Обусловленный для каждого рабочего тела, либо пар-ни критич и тройных точек, либо значением дроссель эффекта. В некоторых интервалах температур (50-45К) и (14-5,2МПА(?)) вообще не существует жидкого рабочего тела, а в других их свойства таковы, что они непригодны для технического использования. 3 Во многих процессах внешнего охлаждения, в частности при ожижении газов, т-ра охл тела меньше при отводе теплоты. В этом случае использование хладо или криогентов при постоянной температуре нецелесообразно. Более выгодно подводить теплоту к криогенту, когда его т-ра меньше, тогда потери от необр-ти при теплообмене между охл вещ-вом и раб телом будут наименьшими.

Во многих отраслях техники прим обратные циклы квазициклы, в которых раб тело находится всегда в газообразном состоянии как правило при температурах выше критических. Использование газа позволяет произвольно выбирать давление прям и обрат потоков, работать в любом интервале температур(То-Тос) и обеспечивать отвод теплоты от объекта при любом з-не изм-я его т-ры при охлаждении. В газовых циклах применяют различные рабочие тела, часто-гелий. В газовых квазициклах, в качестве рабочего тела обычно использует воздух, который по доступности и безопасности не имеет равных(исключая воду). В качестве метода внутреннего охлаждения во всех газовых трансформаторах применяют только расширение с отдачей внешней работы. Дросселирование мало эффективно. Теплонасосные холодильные и криогенные установки по характеру протекающих процессов делятся на 2 группы: 1 Системы, процесс в которых протекает непр-но и стационарно. Процессы основаны на классическом регенеративном цикле Джоуля, состоящем из 2х изобар и и 2х адиабат и его модификациях. Для сжатия и расширения газа используют турбомашины. 2 Рефрижераторы, используемые в криогенной технике. В них посредством уст-ва объем. для осущ-я периодич нестационар процессов.

Глубокое охлаждение

Обл применения – T<120 К. В технике ГХ большое значение имеют -175-195 гр Цельсия, при которых возможно сжижение и разделение воздуха, иск-и прир газов. При т-рах вблизи абсолютного нуля открыты необычные свойства материи: сверхпроводимость нек металлов, сверхтекучесть гелия. Магнитные ХМ могут непрерывно поддерживать температуру менее 1 К (0,3-0,8К). При сжижении и разделении в-ха получают кислород, азот и редкие газы (аргон, неоногелиевые смеси, криптон, ксенон.) При сжижении и разделении ископаемых газов – водопровод, метан, этан, этилен, пропан, бутан. При сжижении и разделении природных гелионосных газов – гелий (кэп?:)) Эти газы необходимы для различных отраслей. Кислород применяют для резки и спайки ме, для интенсификации доменного процесса, выплавки стали в доменных печах, в цветной металлургии, Кислород необходим при плавке различных руд, для получения меди, цинка, никеля. В химической промышленности – для интенсификации процессов производства азота и серной кислоты. Ри газификации ТВ топлива(угля, торфа,сланцев) с целью получения высококалорийного газа. В нефтяной пром-ти – синтетический бензин. В бумажной – интенсификация получения целлюлозы. Для реактивных двигателей(?).

Азот – прим-ся в значительных кол-вах для производства удобрения, аммиачных солей. Он является взрывобезопасным агентом в установках ГХ. Вместе с аргоном он служит наполнителем ламп накаливания. Извлека-е из воздуха редкие газы используются в отралсях народного хозяйства. Аргон – для сплавки алюминия и магниев. сплавов, исп-х в авиации и автомобильных отраслях. Криптон и ксенон – лампы накаливания. Большое значение имеет водород, углеводородные газы. Водород – для синтеза аммиака(?), пр-ва иск ж топлива, дейтерия, и тяжёлой воды(?). Этилен и этан – исх сырьё для иск спиртов и на заводах синтетического каучука. Метан – лучшее жидкое топливо с высокими антидетонационными свойствами.