2. Какие изотопы водорода вы знаете?
3. В чем отличие параводорода от ортоводорода?
4. Каков состав нормального водорода?
5. Что такое конверсия водорода?
6. Что происходит при длительном хранении жидкого нормального водорода?
7. Какие изотопы гелия вы знаете?
8. Что такое λ-переход и при каких условиях он происходит?
9. Объясните суть явления сверхтекучести жидкого гелия.
10. Что такое дифференциальный и интегральный эффекты Джоуля–Томсона?
11. Что означают понятия «точка инверсии» и «кривая инверсии»?
12. Получите уравнение для определения дифференциального эффекта Джоуля–Томсона.
13. Покажите процесс дросселирования и кривую состояния инверсии в диаграмме S-T.
14. Объясните, в чем состоит физическая сущность эффекта Джоуля–Томсона.
15. В чем заключается трудность ожижения газа путем использования одного адиабатного расширения?
16. Постройте процесс дросселирования и адиабатного расширения в диаграммах S-T; S-i; I-lgP для воздуха или других газов.
17. Сравните эффективность процесса дросселирования с эффективностью процесса адиабатного расширения газа с отдачей внешней работы по диаграмме S-T для воздуха в различных областях диаграммы.
18. Какой из процессов более эффективный: изоэнтропийное расширение или выхлоп?
19. Когда следует применять адиабатное размагничивание?
20. Выведите формулу для магнитокалорического коэффициента.
Литература: [1] гл. 5, § 5.1–5.4; [5] § 3.1–3.2 или [ 2] гл. 5, § 5.1–5.4
Основными задачами криогенной техники являются термостатирование, охлаждение, конденсация и кристаллизация, ожижение газов и разделение газовых смесей. Криогенные системы, обеспечивающие эти процессы, являются весьма энергоемкими, поэтому на первой стадии анализа криогенных циклов нужно определить минимальный расход энергии, необходимый для осуществления идеальных процессов. При изучении идеальных циклов и процессов необходимо обратить внимание на схемное решение и представление процессов в диаграмме s-T. После вывода выражений для определения минимальной работы обратимых циклов желательно сопоставить эти зависимости и сравнить численные значения lmin для рассматриваемых циклов.
При изучении развернутой классификации криогенных циклов обратите внимание на то, как циклы подразделяют по их назначению и способу получения холода.
Затраты энергии в реальных циклах во много раз больше, чем в идеальных. Количественная оценка отклонения реальных процессов от идеальных основана на определении потерь, вызванных необратимостью, и производится сравнением действительного расхода энергии в реальном цикле с затратами минимальной работы.
При сопоставлении и исследовании криогенных циклов помимо затрат энергии используют также ряд коэффициентов и показателей, характеризующих эффективность циклов. При изучении этих показателей и коэффициентов обратите внимание на то, как они определяются для рефрижераторных и ожижительных циклов (особенно холодильный коэффициент, термодинамический и эксергетический КПД).
Любой сложный криогенный цикл можно представить как последовательную совокупность отдельных ступеней охлаждения. Число ступеней, из которых состоит цикл, сравнительно невелико, поэтому для построения общего метода расчета определяют формулы, позволяющие найти все расчетные величины для отдельных типовых ступеней. При этом используют метод энергетического баланса и основные соотношения материальных потоков. Уравнение энергетического баланса составляется, как правило, для 1 кг газа, вводимого в цикл. Рассматриваются наиболее часто встречающиеся ступени охлаждения ожижительных и рефрижераторных циклов. При расчете ступеней этих циклов имеются определенные различия, особенно для нижних ступеней охлаждения. Установите эти различия и сопоставьте полученные выражения для расчета ступеней охлаждения ожижительных и рефрижераторных циклов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.