Криогенная техника: Методические указания и контрольная работа

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет
 низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра криогенной техники

КРИОГЕННАЯ  ТЕХНИКА

Методические указания
и контрольная работа
для студентов факультета
заочного обучения и экстерната
специализаций 070203 и 070206
 

Санкт-Петербург  2003

УДК  621.59

          Акулов Л.А. Криогенная техника: Метод. указания и контрольная работа для студентов факультета заочного обучения и экстерната спец. 070203 и 070206. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2003. – 24 с.

Рассмотрена последовательность изучения курса «Криогенная техника». Дано краткое изложение содержания основных разделов курса, по которым приведены основная и дополнительная литература, а также вопросы для самопроверки. Изложены необходимая информация для выбора контрольной работы, и требования по ее выпол-нению, даны необходимые пояснения.

Рецензент

Доктор техн. наук, проф.  В.И. Пекарев

Одобрены к изданию советом факультета криогенной техники и конди-ционирования

Ó Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых  технологий, 2003

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время криогенная техника объединяет области техники и технологии получения и применения температур от 120 К до температур, близких к абсолютному нулю. Она тесно связана с наиболее перспективными направлениями науки и техники, и области ее применения постоянно расширяются.

Продолжается дальнейшее развитие и совершенствование криогенной техники в такой традиционной для нее области, как техника низкотемпературного разделения воздуха и различных газовых смесей. Развитие этого направления в значительной степени связано с производством из воздуха кислорода и интенсивным его использованием в металлургии и ракетной технике. Для получения необходимого количества кислорода создан и успешно эксплуатируется в различных отраслях промышленности целый ряд мелких, средних и крупных воздухоразделительных установок, крупнейшая из которых Кт-70 позволяет получать около 70 000 м³/ч О₂.

Наряду с установками, получающими кислород, в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности используются криогенные установки, предназначенные для получения чистого газообразного N₂.

С каждым годом увеличивается производство из воздуха жидкого азота, который широко используется при проведении различных экспериментальных исследований при криотемпературах, для консервации и хранения ряда биологических продуктов, в системах быстрого охлаждения и замораживания пищевых продуктов и ряде других областей.

В связи с возрастающим применением в технике инертных газов (аргона, криптона, ксенона и неона) производится их получение из воздуха на многих  криогенных воздухоразделительных установках.

Особенно велика роль криогенной техники в развитии энергетики. В первую очередь это связано  с практическим использованием принципа сверхпроводимости, открытием  в последние годы явления высокотемпературной сверхпроводимости  и созданием новых материалов, переходящих в сверхпроводящее состояние при температурах жидкого азота и даже более высоких. Это позволит в ближайшие годы реально решать задачи создания мощных криотурбогенераторов, сверхпроводящих линий электропередачи, накопителей энергии и мощных магнитных систем.

Явление сверхпроводимости получит дальнейшее развитие в различных элементах, системах и устройствах, используемых в приборостроении, вычислительной технике, на транспорте и в других перспективных областях техники.

Другое направление развития энергетики связано с проблемой использования жидкого водорода в качестве высокоэффективного и экологически чистого топлива для энергосистем и двигателей авиационного, железнодорожного и автомобильного транспорта.

О возрастающем значении криогенной техники можно судить по тому, что в последние годы сформировались в качестве самостоятельных такие направления, как криофизика, криобиология, криомедицина, криохимия и ряд других, в которых применение криогеники позволяет реализовать обширные и перспективные научные и технические программы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Задачей курса «Криогенная техника» является изучение термодинамических основ получения низких температур, ожижения газов и разделения газовых смесей, овладение методикой проектирования и расчета аппаратов и установок криогенной техники, изучение основных технологических схем установок для ожижения и разделения газовых смесей методом глубокого охлаждения.

При изучении отдельных разделов курса рекомендуется в соответствии с программой  и методическими указаниями прочитать относящийся к этому разделу материал по рекомендуемым  учебным пособиям, затем самостоятельно повторить вывод формул и выражений. Желательно при изучении курса производить конспектирование разбираемых тем.

При изучении курса «Криогенная техника» студент обязан выполнить контрольную работу и ряд лабораторных работ. Контрольная работа касается вопросов расчета процессов сжижения газов. Выполнение лабораторных работ и контрольной работы производится в сроки, установленные учебным планом. После выполнения и сдачи предусмотренных планом  контрольной  и лабораторных работ студент сдает зачет.

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Архаров А.М., Марфенина И.В., Микулин Е.И. Криогенные системы. Т. 1. Основы теории и расчета. – М.: Машиностроение, 1996. – 575 с.