Промышленность \ Добыча, хранение и транспортировка нефти и газа

Физические методы переработки и использования газа: Учебное пособие, страница 68

В табл. VI. 1 для иллюстрации свойств различных хладоагентов приведены результаты расчета цикла паро-компрессионной холодильной установки с Г! = 30°С и Г2 = —15° С при холодопроизводительности 13 942 кДж/ч.

Как видно из этой таблицы, парокомпрессионный хо­лодильный цикл обеспечивает величину е, не слишком сильно отличающуюся от значений обратного цикла Карно. Единственное исключение — это цикл с парами углекислоты. Сравнительно низкое значение е в углекис-лотном холодильном цикле объясняется тем, что, по­скольку температура Т\, равная 30° С, близка к крити­ческой температуре углекислоты (31° С), теплота кон­денсации при этой температуре весьма мала, цикл «узок» и, следовательно, резко возрастает влияние не146


Таблица VI. 1


Хладоагент


Давление насыщенных паров, кПа

при 7\=30° С

при 7",=-15° С


Холодиль­ный коэф­фициент Е


Расход

хладо-

агента,

кг/ч



Любое вещество в цик­ле Карно

Двуокись углерода Аммиак Фреон-12

Сернистый ангидрид Хлористый метил Пропан


2305 236 182 81 144 289


7163

1167

744

458

658

1070


5,74 2,56 4,85 4,72 4,74 4,67 4,88


1

0,447

0,845

0,823

0,825

0,817

0,850


96,0 11,0 106,8 38,4 38,6

44,9


изоэнтропности процесса расширения в редукционном вентиле.

Аммиак обеспечивает высокий холодильный коэффи­циент цикла при весьма малом расходе хладоагента; установки с фреоном-12, мало уступая аммиачным установкам по величине е, требуют значительно больше­го расхода хладоагента (вследствие малой теплоты па­рообразования фреона-12).

§ 4. ОХЛАЖДЕНИЕГАЗАПРИИЗОЭНТРОПИЙНОМ

ИИЗОЭНТАЛЬПИЙНОМЕГОРАСШИРЕНИИ. ПРИМЕРРАСЧЕТА

Изоэнтальпийныйпроцесс

Из опыта эксплуатации месторождений природного газа известно, что если на пути струи жидкости или га­за, встречается препятствие, приводящее к внезапному резкому сужению площади поперечного сечения струи, а затем площадь сечения струи увеличивается, то дав­ление газа за сужением всегда оказывается ниже, чем перед ним.

Эффект снижения давления струи газа или жидкости в процессе протекания через сужение называется дрос­селированием. Процесс дросселирования адиабат­ный, необратимый и характеризуется постоянной энталь­пией i= const (изоэнтальпийный процесс).

147


В реальном газе при дросселировании вследствие со­вершения работы против внутренних сил взаимодействия молекул и изменения объемной энергии Д(рУ) = = P\V\—P2V2, изменяется внутренняя энергия, а следова­тельно и температура газового потока.

Из соотношения

. .  1

dp Jt\ di JT\ дТ Jp~


определяют

dV

г

(-

 \ дТ


Величина (дТ/др) называется коэффициентом адиабатического дросселирования или диф­ференциальным дроссель-эффектом; ее обозначают о, = (f-) .                                       (VI.9)

V dp Jt

Величину аг- часто называют коэффициентом Джоу­ля—Томсона, она определяет изменение температуры при бесконечно малом изменении давления.

Практически при дросселировании происходит зна­чительный перепад давления на дросселе. Изменение температуры при этом определяется интегральным дроссель-эффектом:

 (VI ДО)

pi

Количественные значения а* и АТг зависят от рода и состояния вещества, от давления и температуры и от со­става смеси в случае ее многокомпонентное™. Опреде­ление величины интегрального адиабатического дрос­сель-эффекта удобно выполнять с помощью i—Г-диа-граммы (рис. VI.8). Если известно состояние газа пе­ред дросселем, т. е. его давление р\ и температура Т\, и известно давление рг за дросселем, то, нанеся точку с параметрами р\ и Т\ (точка /) и найдя точку пересече­ния изоэнтальпы i = const с изобарой р2 = const, полу­чим температуру за дросселем Гг.

148


Скачать файл