【正文】 位質(zhì)量氫所需氮的蒸發(fā)率與液氮槽溫度的關(guān)系 . 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 14. 用于氖或氫的克勞特系統(tǒng) 圖 生產(chǎn)液氫或氖的 液氮預(yù)冷克勞特系統(tǒng) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 15. 氦制冷的氫液化系統(tǒng) 采用氦制冷系統(tǒng)與高壓系統(tǒng)相比 : 優(yōu)點(diǎn) : 相應(yīng)地降低了使用壓力 縮小了壓縮機(jī)的尺寸 減小了系統(tǒng)材料的壁厚 不足 : 需用兩臺(tái)壓縮機(jī) 氦制冷機(jī)采用改進(jìn)的克勞特系統(tǒng)，在循環(huán)中氦氣并不被液化，但達(dá)到的溫度比液氫或氖更低。 圖 海蘭特系統(tǒng) 9. 海蘭特系統(tǒng) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 10. 采用膨脹機(jī)的其它液化系統(tǒng) 雙壓克勞特 :原理與林德雙壓系統(tǒng)相似。 圖 卡皮查系統(tǒng) . 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 海蘭特循環(huán) ：帶高壓膨脹機(jī)的氣體液化循環(huán)。 優(yōu)點(diǎn) ? 第一個(gè)用于生產(chǎn)液空的液化裝置 ? 系統(tǒng)的性能好 ? 所需壓力降低 缺點(diǎn) ? 系統(tǒng)的每一級(jí)循環(huán)都必須完全不漏，以防止流體滲漏 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 7. 克勞特系統(tǒng) 圖 克勞特系統(tǒng) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 圖 理論克勞特系統(tǒng) T－ S圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) ? 取熱交換器、節(jié)流閥、氣液分離器作為能量分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)沒有外部熱功交換， 對該系統(tǒng)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律 : 231)(0 hmhmhmhmhmm eeefff ?????? ???????膨脹機(jī)的流量比率 : 進(jìn)膨脹機(jī)質(zhì)量流量占總流量比例 : mmx e ?? /??液化率 : y mmh hh h xh hh hffef? ? ?? ? ??..1 2131?凈耗功 : )( 43 hhmw ee ?? ??)()]()([ 321211 ehhxhhssTmw ??????? ??() () () () () 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 圖 克勞特循環(huán)單位質(zhì)量液化功 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 8. 卡皮查系統(tǒng) 卡皮查循環(huán)：帶有高效率透平膨脹機(jī)的低壓液化循環(huán)。 圖 液化率隨熱交換器入口溫度變化關(guān)系 . 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 圖 預(yù)冷林德－漢普遜系統(tǒng) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 圖 預(yù)冷林德－漢普遜循環(huán)的 TS圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) ?應(yīng)用熱力學(xué)第一定律 drffarf hmhmhmhmhmm ?????? ?????? 21)(0?定義制冷劑的質(zhì)量流率比 : mmr r????液化率 : y h hh h r h hh hfa cf? ?? ? ??1 21 1?帶預(yù)冷系統(tǒng)的最大液化率 : yh hh h fm a x ???6 36() () () () ?假定主壓縮機(jī)是可逆等溫的 ,附加壓縮機(jī)是可逆絕熱的 .單位質(zhì)量加工氣體壓縮耗功 : fiffimwhhSSTmw?????????? )()( 111() 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 圖 液化率與極限液化率隨制冷劑流率的變化。 2. 用林德－漢普遜系統(tǒng)能夠獲得降溫，通過低溫下節(jié)流后完全都是蒸汽，沒有氣體被液化。 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) ? ???? ???? .in.outne tne t )gz/vh(m)gz/vh(mWQ 22 22 ?????穩(wěn)定物流的熱力學(xué)第一定律 : ?通常動(dòng)能和勢能的變化相對于焓變而言小得多 : n etn et WQ .. ? ? ? ?? m h m hinout. ...?理想系統(tǒng)時(shí) : )hh(.m)hh(.m.wQ ffiR.?????? 11 ?等熵過程 : S Sf2 ?Q m T S S m T S SR f. . ( ) . ( )? ? ? ? ?1 2 1 1 1?液化氣體的理論最小功 : fiffimwhhSSTmw???? ??????? )()(111() () () () () 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 表 液化氣體的理論最小功 (初始點(diǎn) P=， T=300K) 氣體名稱 沸點(diǎn) (K) 理論最小功 (kJ/kg) 氦－ 3 8178 氦－ 4 6819 氫 12022 氖 1335 氮 空氣 一氧化碳 氬 氧 甲烷 1091 乙烷 丙烷 氨 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 3. 簡單林德－漢普遜系統(tǒng) 圖 林德－漢普遜系統(tǒng) . 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 圖 林德－漢普遜循環(huán)的 T－ S圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 21)(0 hmhmhmm fff ???? ???? f..fhhhhymm????1211h fh 氣體的液化率依賴于： 大氣條件下 (點(diǎn) 1)的壓力 和溫度 ,從而決定了 和 ； 等溫壓縮后的壓力 ， 由 決定。 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 第三章 低溫原理與技術(shù) 第一節(jié) 氣體液化與分離 第二節(jié) 低溫制冷機(jī) 第三節(jié) 低溫絕熱 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 氣體液化與分離 氣體液化 氣體分離和純化系統(tǒng) 變壓吸附 空氣分離系統(tǒng) 氣體的分離原理 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 氣體液化 1. 基本概念 2. 熱力學(xué)理想系統(tǒng) 3. 簡單林德－漢普遜系統(tǒng) 4. 帶預(yù)冷林德－漢普遜系統(tǒng) 5. 林德雙壓系統(tǒng) 6. 復(fù)迭式系統(tǒng) 7. 克勞特系統(tǒng) 8. 卡皮查系統(tǒng) 9. 海蘭特系統(tǒng) 10. 采用膨脹機(jī)的其它液化系統(tǒng) 11. 液化系統(tǒng) 12. 各種液化系統(tǒng)的性能比較 13. 用于氖和氫的預(yù)冷林德－漢普遜系統(tǒng) 14. 用于氖或氫的克勞特系統(tǒng) 15. 氦制冷的氫液化系統(tǒng) 16. 考林斯氦液化系統(tǒng) 17. 西蒙氦液化系統(tǒng) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 1. 基本概念 mw ?? /?fm/w ???m/my f ???ymwmw f )/()/( ???? ???() 系統(tǒng)的性能參數(shù) 單位質(zhì)量氣體的壓縮功 單位質(zhì)量氣體液化功 液化率 三者之間的關(guān)系是 : 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 循環(huán)效率 FOM(熱力完善度 ): 通常以理想循環(huán)所需的最小功與實(shí)際循環(huán)液化功比值作為評定的標(biāo)準(zhǔn)。 壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的絕熱效率 壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的機(jī)械效率 換熱器的效率 換熱器和管道的壓降 系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換 ffiim/wm/wwwF O M?????????? () 實(shí)際性能參數(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 2. 熱力學(xué)理想系統(tǒng) 圖 熱力學(xué)理想液化系統(tǒng) . (a) TS圖， (b)系統(tǒng)圖。 1P T1P2P2 h2?我們無法改變環(huán)境狀態(tài) ,因此系統(tǒng)的性能取決于壓力 要使液化率 最大，則必須使 最?。? ( hP )T T?? ? ?10?熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于除壓縮機(jī)外的所有設(shè)備，得到 : 0) 11 ??? ?? TTpJTTT C()Ph( ???2hy2p() () 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 圖 用氦或氫作工作流體簡單 林