Характеристики криогенных систем
при работе на смесях

Боярский М.Ю., Лунин Л.И., Могорычный В.И.

Характеристики криогенных систем при работе на смесях. Боярский М. Ю., Лунин Л И., Могорычный В. И. / Ред. В. М. Бродянский. — М.: Изд-во МЭИ, 1990. — 87 с.

Показаны основные направления эффективного применения систем на смесях для криостатирования, неизотермического охлаждения. Описаны способы увеличения холодопроизводительности использованием теплового эффекта смешения в рефрижераторах с разомкнутым контуром. Приведена методика приближенного формирования составов многокомпонентных рабочих тел по свойствам компонентов смеси.
Пособие предназначено для студентов старших курсов специальности «Техника и физика низких температур», а также для студентов и аспирантов других специальностей, занятых изучением и применением низкотемпературных систем в энерготехнологических процессах.
Рецензенты: докт. техн. наук проф. Б. А. Иванов, канд. техн. наук доц. А. Т. Комов

Скачать в pdf - Boyarskiy_HKS.pdf

ВВЕДЕНИЕ

Одно из перспективных направлений развития ресурсосберегающих технологий низкотемпературной техники связано с применением многокомпонентных рабочих тел (MPT), которые составляют путем смешения традиционно применяемых однокомпонентных веществ. Чаще всего к базовому однокомпонентному веществу, например азоту или аргону, добавляют высококипящие компоненты — углеводороды или их галогенопроизводные — фреоны — так, чтобы МРТ имело нужные свойства, обеспечивающие высокую эффективность систем. В отечественных и зарубежных исследованиях доказано, что при работе рефрижераторов на смесях во многих случаях улучшаются энергетические и массогабаритные характеристики, увеличивается ресурс и повышается надежность работы, сокращается пусковой период.

Существенное достоинство этого относительно нового направления совершенствования криогенных систем состоит в том, что во многих случаях оно может быть реализовано с максимальным использованием уже известных конструкторско-технологических решений и оборудования.

В различных прикладных аспектах МРТ с заданными свойствами могут формироваться на основе двух, трех, а иногда и большего числа компонентов, которые должны быть выбраны из множества термодинамически целесообразных, включающего несколько десятков веществ.

Решение этой задачи опирается на исследования в двух взаимосвязанных направлениях:
1) фазовые равновесия и термодинамические свойства многокомпонентный смесей;
2) термодинамический анализ процессов и циклов низкотемпературных установок на МРТ.

Методология и термодинамические основы решения задач, относящихся к первому направлению, изложены в ряде монографий по термодинамике растворов (например, [1, 2]), а также в учебных пособиях, в частности, таких, которые ориентированы на студентов, изучающих процессы в низкотемпературных установках [3]. В отличие от этого вопросы, относящиеся ко второму направлению, систематизированы меньше и освещены, главным образом, в специальных монографиях [4] или в периодической научно-технической литературе. Настоящее учебное пособие в некоторой степени восполняет этот пробел. Оно написано на основе курса лекций «Разделение и использование смесей в низкотемпературных установках», а также на основе результатов научных исследований, проводимых на кафедре криогенной техники МЭИ.

Пособие предназначено в первую очередь для студентов специальности 16.03 «Техника и физика низких температур». Оно может быть полезно студентам других специальностей, таких, как 10.07 «Промышленная теплоэнергетика», занятых изучением и применением низкотемпературных систем в энерготехнологических процессах, а также аспирантам и инженерам, работающим в этих областях.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кириллин В. А., Шейндлин А. Е., Шпильрайн Э. Э. Термодинамика растворов. М.: Энергия, 1980.
2. Бродянский В. М., Семенов А. М. Термодинамические основы криогенной техники. М.: Энергия, 1980.
3. Боярский М. Ю. Основы расчета фазовых равновесие в многокомпонентный смесях. М: Моск. энерг. ин-т, 1984.
4. Автономные криорефрижераторы малой мощности/М. Ю. Боярский, А. Б. Грачев, Н. В. Калинин и др: Под ред. Б. М. Бродянского. М.: Энергоатомиздат, 1984.
5. Соколов Е. Я., Бродянский В. М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.. Энергия, 1987.
6. Криогенные системы: Учебник для вузов по курсу «Криогенная техника»/A. М. Архаров, В. П. Беляков, E. И. Микулип и др М: Машиностроение, 1987
7. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справ. пособие. Л: Химия, 1982.
8. Грачев А. Б. Расчет и оптимизация схем криогенных установок. Учеб. пособие по курсу «Рефрижераторы и ожижители». М. Моск. энерг. ин-т, 1987.
9. Грезин А. К., Зиновьев В. С. Микрокриогенная техника. М.: Машиностроение, 1977.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Процессы в дроссельных регенеративных системах, работающих на смесях
1.1. Влияние свойств рабочего тела на характеристики дроссельных систем
1.2. Этапы разработки дроссельных систем па смесях
1.3. Системы криостатирования
1.4. Системы неизотермического охлаждения
1.5. Методика подбора состава рабочего тела для заданной тепловой нагрузки
1.6. Алгоритм выбора состава МРТ и давлений в цикле
1.7. Области целесообразного применения внешних криогенных циклов на смесях
2. Улучшение характеристик ДРС использованием теплового эффекта смешения
2.1. Тепловой эффект смешения
2.2. Процессы в ДРС с разомкнутым контуром
2.3. Выбор рационального варианта смешения
3. Криоаккумуляторы
3 1. Особенности применения криоаккумуляторов
3.2. Выбор рабочего тела для криоаккумуляторов
Литература

Следующая страница: Механические свойства твердых тел при низких температурах