Методические указания к лабораторной работе по испытанию лабораторной установки жидкого воздуха

Министерство общего и профессионального образования                    Российской Федерации

Санкт-Петербургская государственная академия                                       холода и пищевых технологий

Кафедра криогенной техники

МЕТОДИЧЕСКИЕ  УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе по испытанию
 лабораторной установки жидкого воздуха

для  студентов  специальности  070200
специализации 070203

Санкт-Петербург 1998

УДК 621.59

          Холодковский С. В. Метод. указания к лабораторной работе по испытанию лабораторной установки жидкого воздуха для студентов спец. 070200  спец. 070203.  - СПб.: СПбГАХПТ,  1998. - 17 с.

          Даются схема и описание работы установки в двух режимах, формулируются задачи испытания. Представлены паспортные данные комплектующего оборудования.

          Приводится методика расчета полученных данных в двух режимах, а также список литературы.

          Ил. - 3, табл. - 1, библиогр. - 3 назв.

Рецензент

Канд. техн. наук, проф. Е. Д. Герасимов

Одобрены к изданию методической комиссией факультета криогенной техники и кондиционирования

Ó Санкт-Петербургская государственная
     академия холода и пищевых технологий,

1998

ОПИСАНИЕ СХЕМЫ УСТАНОВКИ  (рис. 1)

1. При работе по циклу двухкратного дросселирования

          Воздух, очищенный от пыли и других механических примесей в фильтре 1, поступает в первую ступень воздушного компрессора II. Для промежуточного охлаждения воздух после каждой ступени проходит через промежуточные холодильники III, после которых установлены масловлагоотделители М.

          После четвертой ступени компрессора, воздух, сжатый до давления 18-22 МПа, охлаждается в концевом холодильнике КХ и поступает в блок комплексной очистки от примесей (баллоны VII и VIII), где он осушается от влаги, освобождается от СО₂ и углеводородов. После блока осушки и очистки воздух поступает в двухсекционный теплообменник IХ (вентиль З-3 закрыт, а вентили З-1 и З-2 открыты)*, где охлаждается отбросным газом и циркуляционным потоком.

          После теплообменника IX охлажденный воздух высокого давления делится на две части, одна из которых поступает на дроссельный вентиль Р-1, дросселируется до давления 1,5-1,6 МПа и в качестве циркуляционного потока поступает в циркуляционную секцию теплообменника IX. Пройдя теплообменник,  циркуляционный поток через промежуточную емкость Х, служащую для сглаживания пульсаций давления, поступает на всасывание третьей ступени воздушного компрессора V. Другая часть воздуха высокого давления после теплообменника IX поступает на дроссельный вентиль Р-2 и дросселируется в сборник жидкого воздуха XI.

          Сухой насыщенный пар из сборника через теплообменник IX поступает на всасывание в первую ступень компрессора II. Жидкий воздух из сборника сливается в сосуд Дьюара XII через сливной вентиль З-5.

2. При работе по циклу с циркуляцией
детандерного воздуха

          Воздух, очищенный от механических примесей в фильтре I, поступает в компрессорный цилиндр детандер-компрессора XIII (вентиль С закрыт), где сжимается от избыточного давления 0,02-0,04 МПа (объемный расход около 80 м³/ч), пройдя холодильник ВХ, направляется в первую ступень воздушного компрессора II. При пуске установки,

когда детандер-компрессор еще не работает, воздух в воздушный комп-

________________

               * В обозначениях 3-1, 3-2, 3-3 первой стоит буква З (запорный), а не цифра 3.

Рис. 1. Описание схемы установки.

Условные обозначения:

           ______  поток воздуха до и после компрессора;  - · -   циркуляционный поток;
-- - - -  обратный поток низкого давления

рессор поступает непосредственно из атмосферы (вентиль С открыт). Вентиль С закрывается после пуска детандера ДК-50. Дальнейшее сжатие воздуха, очистка от СО₂ и осушка его производится так же, как это описано в п. 1. После блока очистки воздух высокого давления разделяется на два потока: часть поступает в детандер XIII (вентиль З-3 открыт), а остальное количество воздуха - в двухсекционный теплообменник IX (открыты вентили З-1, З-2). Воздух, расширившийся в детандере до избыточного давления 1,45-1,6 МПа, после детандерного фильтра XIV поступает в циркуляционную секцию теплообменника IX, пройдя которую (через промежуточную емкость Х), направляется на всасывание в третью ступень компрессора V. Работа детандера утилизируется в компрессорном цилиндре детандер-компрессора ДК-50 на поджатие воздуха, идущего на всасывание в 1-ю ступень компрессора. Другая часть воздуха, охлаждаясь в теплообменнике IX отбросным и циркуляционным потоками, дросселируется в сборник жидкого воздуха XI. Из сборника жидкий воздух через вентиль Е сливается в сосуд Дьюара.

Обозначения на рис. 1

             I - воздушный фильтр;

            II - 1-я ступень компрессора;

           III - промежуточные водяные холодильники;

           IV - 2-я ступень компрессора;

           V  - 3-я ступень компрессора;

          VI  - 4-я ступень компрессора;

           VII и VIII - баллоны блока комплексной очистки воздуха;

            IX - теплообменник;

             Х - промежуточная емкость;

            XI - сборник жидкого воздуха;

           XII - сосуд Дьюара;

          XIII - детандер- компрессор;

          XIV - детандерный фильтр;

           ИД - измерительная диафрагма;

             М - масловлагоотделители;