Методические указания к лабораторной работе по испытанию лабораторной установки жидкого воздуха, страница 4

здесь  DТm = Т57; DТm = Т58.

          б). По циклу с циркуляцией детандерного воздуха 

 


Рис. 4

          При этом используем выражение для действительного выхода

Zд  = ,     (8)

где М - удельное количество воздуха, поступающего в 1-ю ступень компрессора,

                                                      М = .                                        (9)

В данном случае Gдет = Gцирк.

          h0 - холодопроизводительность детандера в адиабатическом (теоретическом) процессе расширения воздуха

                                                             h0 = i3 - i5;                                        (10)

          hад - адиабатический КПД детандера.

hад = .

          Энтальпия i3 определяется при  р = р8 (р5) и Т = Т5, а энтальпия i5 определяется при р= р9 (р7) и Т = Т6  (обозначения температур и давлений даны в соответствии со схемой рис. 1).

          Из выражения (8) определяются удельные потери холодопроизводительности в окружающую среду

q3 = М (i1 - i2) + (i2 - i3) +  (1-М) hоhад  - [(1-М)DТm + MDТ] -                         - zд (i1 - i0 -  сpDТ;                                     (11)                    

здесь также   DТm = Т57;   DТ = Т58.

          Удельное значение потерь холодопроизводительности от недорекуперации определяется по формуле (6).

          5. Определяется теоретический расход энергии на сжатие воздуха:

          а) при работе установки по циклу двухкратного дросселирования. В качестве теоретического процесса сжатия воздуха в компрессоре принимаем изотермический.

          Теоретический расход мощности

          Nт  = ,          (12)

где Т5 - температура сжатого воздуха перед криогенным блоком, К; i1 и S1 -  энтальпия и энтропия воздуха при p = p0  и Т = Т5, кДж/кг, кДж/(кг×К), соответственно; i2 и S- энтальпия и энтропия воздуха при p = p7  и ТТ5, кДж/кг, кДж/(кг×К); i3 и S- энтальпия и энтропия воздуха при p =p5  и Т = Т5,  кДж/кг,  кДж/(кг×К).

          б) при работе установки по циклу с циркуляцией детандерного потока. В качестве теоретического процесса сжатия воздуха в компрессоре принимаем изотермический, а процесс расширения в детандере - адиабатический

 Nт  = ,

где Т5, i1, i2, i3, S1, S2, S3 - то же, что и в формуле (12); ho - холодопроизводительность детандера в адиабатическом процессе расширения.

          6. Определяем действительную подводимую к электродвигателю компрессора, мощность Nд с помощью переносного измерительного комплекса типа К-51.

          7. Определяем общий КПД, характеризующий отношение теоретической мощности к действительной мощности на сжатие воздуха в компрессоре

h = .

          8. Определяем удельный расход электроэнергии на ожижение воздуха

Lуд = , кВт×ч/кг.

          9. Определяем удельный расход охлаждающей воды

 qw = , л/кг.

Техника безопасности

          1. К проведению лабораторных работ на установке допускаются студенты, изучившие данные методические указания и твердо знающие правила техники безопасности и инструкции по эксплуатации установки.

          2. Следует иметь в виду, что получаемый на установке ожиженый воздух значительно обогащен кислородом по сравнению с атмосферным и в соединении с органическими веществами создает взрывоопасную смесь.

          3. Запрещается курить в помещении, где установлены оборудование и сосуды Дьюара с жидким воздухом.

          4. При возникновении пожара необходимо немедленно остановить установку и сбросить давление воздуха, принять меры к его ликвидации всеми имеющимися в наличии средствами и вызвать пожарную охрану.

          5. Не разрешается студентам сливать жидкий воздух из аппарата, а также производить какие-либо манипуляции с сосудами с жидким воздухом.

          6. Регулирование работы ожижительного аппарата дроссельными вентилями, а также закрытие и открытие всех вентилей, работающих под давлением, следует производить постепенно и осторожно во избежание повреждения аппарата и только с разрешения преподавателя.