Теоретические основы криогенной техники: Методические указания и контрольные работы, страница 3

Состав сухого атмосферного воздуха у поверхности земли. Основные свойства азота, кислорода, аргона, неона, криптона и ксенона.

Водород и его изотопы. Методы получения водорода. Теплота конверсии.

Гелий-4 и гелий-3. Особенность поверхности p-V-T для гелия-4. Понятие l-перехода, особенности свойств Не1 и Не2.

Литература: [1], с. 61-117;  [2], с. 11-18.

Раздел: 3. ОСНОВНЫЕ  ПРОЦЕССЫ  ДЛЯ  ПОЛУЧЕНИЯ  НИЗКИХ  ТЕМПЕРАТУР

Дифференциальный и интегральный эффекты при дросселировании реального газа. Состояние инверсии. Области состояния ниже и выше кривой инверсии, характер изменения температуры вещества в данных областях состояния.

Дифференциальный эффект процесса изоэнтропного расширения рабочего вещества с отдачей внешней работы. Сравнение дифференциальных и интегральных эффектов процессов i = const и S = const. Расширение газа из постоянного объема (выхлоп). Откачка паров кипящей жидкости. Скорость изменения температуры жидкости при учете теплоаккумулирующих способностей оболочки сосуда, откачиваемых паров и жидкостного остатка. Получение сверхнизких температур.

Литература: [1], с. 157-187;  207-225.

Раздел 4. ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И  ЭФФЕКТИВНОСТЬ  КРИОГЕННЫХ  СИСТЕМ

Минимальная работа циклов термостатирования, охлаждения, конденсации, кристаллизации и ожижения. Характеристика идеальных циклов для различных рабочих веществ.

Минимальная работа разделения газовых смесей.

Классификация криогенных циклов по назначению и  способу получения холода.

Холодопроизводительность и затраты работы циклов. Холодильный коэффициент и коэффициенты полезного действия реальных циклов.

Метод декомпозиции криогенных циклов. Энергетический баланс отдельных ступеней охлаждения ожижительных и рефрижераторных циклов .

Литература: [1], с. 236-266.

Раздел 5.  ЦИКЛЫ  КРИОГЕННЫХ  УСТАНОВОК

Определение целесообразного числа ступеней охлаждения многоступенчатых ожижительных и рефрижераторных циклов. Промежуточ-ные температурные уровни ступеней охлаждения. Выбор давлений потоков рабочих веществ криогенных циклов, определение потерь холодопроизводительности цикла и выбор коэффициентов полезного действия используемых комплектующих машин и устройств.

Циклы с дросселированием, детандерные циклы. Комбинированные циклы с дросселированием и расширением рабочего вещества в детандерах. Гелиевые ожижительные и рефрижераторные циклы.

Литература: [1], с. 278-332; [3], с.34-59.

Раздел 6.  РАЗДЕЛЕНИЕ  ГАЗОВЫХ  СМЕСЕЙ

Условия фазового равновесия для системы жидкость-пар. Равновесные составы пара и жидкости в бинарных и многокомпонентных смесях. Расчет равновесного состава для идеальных и реальных смесей. Основные диаграммы равновесного состояния паровой и жидкой фаз для смеси азот-кислород.

Основные методы разделения газовых смесей. Кипение бинарной смеси. Простая дистилляция. Конденсация пара. Сущность процесса ректификации.

Число единиц переноса массы. Понятие теоретической ректификационной тарелки. Коэффициент эффективности реальной тарелки.

Исчерпывающая и   укрепляющая ректификационные колонны. Сдвоенная колонна. Колонны для разделения воздуха.

Методика термодинамического расчета ректификационных колонн с помощью диаграммы х-у для бинарной смеси. Рабочая линия процесса ректификации. Минимальное и действительное значение флегмового числа. Материальный и энергетический балансы колонн. Расчет количества продуктов разделения и числа теоретических тарелок.

Литература: [1], с. 401-441; [2], с. 50-55; 83-90.

3.  МЕТОДИЧЕСКИЕ  УКАЗАНИЯ  К  КОНТРОЛЬНОМУ ЗАДАНИЮ

Контрольное задание по курсу "Теоретические основы криоген- ной техники" предусмотрено для углубления представлений о процес-сах ожижения газов. Студентами выполняются две контрольные работы.

Задание контрольной работы № 1  включает расчет двух циклов ожижения: а) цикла с ожижением газа, имеющего температуру инверсии выше температуры окружающей среды; б) цикла ожижения газа с инверсионной температурой ниже температуры окружающей среды.