§ 1. Concepte și definiții de bază. Obiectivele cursului.
Plante criogenice ( „crio“ - rece) - Instalație pentru producerea de capacitate specifică la rece, la o temperatură nu mai mare de 147K (t ≥ 147K).
Aceste unități fac parte dintr-o clasă mai largă de sisteme pentru a produce frig și sunt un tip de plante de transformare a căldurii.
Transformarea termică - procesul de transfer al căldurii din obiectul ti temperatură relativ scăzută. care nazyvaetsyateplootdatchik. un obiect cu ti relativ mare. care nazyvaetsyateplopriemnik.
Un astfel de proces nu este posibilă fără a face costurile de muncă sau de căldură și nu poate trece în mod spontan.
In timpul acestui proces, energia termică este majorată cu valoarea Q B.
Transformator de căldură - setare, în care transferul de energie de la sursa de TI temperatură relativ scăzută la sursa de TI temperatură relativ ridicată, prin mediul de lucru - costurile de agent frigorific și de lucru.
Procesul de îndepărtare a căldurii Q0 echivalentă cu căruciorul într-o cantitate de la rece la obiectul E0. atât de frig - este căldura cu semnul „-“.
Cantitatea de căldură extrasă dintr-un obiect pe unitatea de timp (sau valoarea obiectului produs rece pe unitate de timp), se numește capacitatea de răcire, W (J / s).
Cantitatea de căldură care este transferată la căldură chiuveta unitate de timp, de încălzire se numește un transformator de căldură wați.
Dacă teplotransformator servește în principal pentru producția de rece, este numit un frigider (clasa R).
O astfel de teplotransformatory împărțit în:
- Unități de refrigerare tn> 147K
- instalare criogenic ti ≤ 147K
Dacă teplotransformator servește în primul rând pentru a genera căldură, se numește o pompă de căldură (H grad).
Dacă teplotransformator servește simultan pentru a genera și căldură și frig, este numit conditionat (clasa RH).
§ 2. Principiul totală de răcire.
Mai mici entropia sistemului, cu atât mai mare rânduială acestuia și inferioară temperaturii acestuia.
Refrigera sau coborâți temperatura sistemului - prin urmare, reducerea entropia.
Cel mai simplu mod de răcire - răcire izobară.
Pentru a trece de la un v.2 v.1 este necesară pentru ca sistemul să intre în contact cu obiectul la temperatura t v.2 ajunge la nivel de sistem și de temperatură poate fi un alt mod - aceasta trebuie să ia un mediu gazos intermediar și de a efectua compresie izotermă de-a lungul liniei 1-3 deoarece presiunea crește la P2.
In acest proces, căldura trebuie îndepărtată, reducând astfel entropia (S1 S2).
Apoi efectua expansiunea adiabatică 3-2 (când S = const).
În general, pentru procesul de cum este necesar obiect rece 1-3-2, dar disiparea căldurii la aceasta realizată la un nivel de temperatură T1 mai mare.
O astfel de metodă de răcire se numește ilivnutrennim artificială.
Repetarea acestui ciclu, în același interval de presiune (P1 -P2), temperatura poate fi preparată t5 semnificativ mai mic decât t2.
Principiul general al răcirii interne poate fi formulată după cum urmează: dacă t temperatură termodinamică a sistemului depinde de entropia S și unii parametri. t = f (S, X), este necesar:
- modificați inițial parametrul x în condiții izoterme cu scăderea S;
- După aceea schimbarea opusă a parametrului x în condiții adiabatice la S = const.
În cazul în care X acționează ca un sistem de presiune, atunci astfel de sisteme sunt numite termomecanice;
- dacă x acționează ca un câmp magnetic H, este - sistem magnitokalloricheskie;
- dacă x servește ca intensitatea câmpului electric E, adică - sistemul elektrokalloricheskie.
Avantajele de racire artificiala:
- Sistemul poate fi răcit la o temperatură apropiată de 0 absolut;
- procesul de răcire poate fi continuă. Pe acest principiu, construit mașini pentru producerea continuă a unui rece;
- procedeu de obținere la rece nu depinde de condițiile climatice.
Aplicarea transformatoarelor de căldură:
Teplotransformatory în special instalații criogenice sunt utilizate în următoarele moduri diferite.
Azot și argon sunt utilizate în tehnologia de rafinare (purificare) a oțelului pentru a crea o atmosferă inertă în procesele de tratament termic din metal (clopot, broșare furnale), în tăiere și tehnologii de sudare.
Inginerie mecanică. Lamin efectuat pentru a crește duritatea și rezistența la uzură în;
Industria chimică. Gazele reci utilizate în tehnologiile de uscare, condensare a vaporilor, separarea amestecurilor și soluții complexe, reglarea ratei reacțiilor chimice ale produselor de stocare a producției chimice la temperaturi criogenice.
Industria de gaz. În tehnologia de separare a amestecurilor de gaz (de exemplu, care nu a primit), depozitarea și transportul produselor refrigerate, lichefierea gazelor naturale.
Industria aerospațială. Prepararea O2 și H2, precum și utilizarea acestor produse pentru jet de lichid.
Energie. Crearea unei linii de putere, folosind efectul de supraconductibilitate.
Tehnologie și Electronică. Se menține membrii aparatelor de temperatură la temperaturi scăzute pentru a asigura caracteristici stabile.
Industria alimentară. Plante criogenice sunt folosite pentru congelare ultra-rapid, instalații de răcire - pentru depozitarea alimentelor.
Medicina. Există o nouă direcție - și, în special, crioterapie criomedicină.