Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 81
Текст из файла (страница 81)
" вары» ( - . ™Ренмущество жидкого пы к у . — экая температура кипения, кр пные с .лия — ни н м ( - — сьма малая с рыгая мз с л|ощ- недостаток — ве сяч ватт) Наиболее распростр с редине крионасосы; их выпу ространены тельно. необхо нм д ость эффективной за- за нормализованных ф вып скают шиты от теп По с паяцах. насоса. теплапритоков к крнапаиел и ~о способу охлаждения крионасосы Недостатки и едаста ки насосов яалнвнаго типа: веиными газами и авто ом Немые сжн- необходимо сть осяащения системой выми холодильными м и н ными газо- сба а испа рившегася рабочего гаса; аш нами.
ов- значительные пате с Руктнвное оформление и зкспл е потери холода (после ннонны особенности наса о сплуата- окончания аб сввомно де ба льшой рщход «рноагента, к о а охлаждения "необходимого в риопанелей. По этому признак во время пуска насоса нас Р знелеи акра знак ирна- для охлаждения к и п тыре ос- иов от нормальной до рабочей темр тур ; необходимость установки чн, ными ожнжнтеля- только в ве э , с газовыми халодильны ыми маши- т дность ртикальном положении; ами (криогеиераторами). ру получения в поддержания с Па конструктивной схеме схеме криона- пе а ы температуры, отличжощейся от темзе осы подразделяют на ьланцевые и атмас ном р тур кипения криоагента при фер м давлению Такие в-, оз сов первого типа в сновном оп е- б ействия на- сосы использ за ос овном апре- бораторных исследований.
мо ф, . Оти р хлаждении насоса парами крисаа хезьного агрегата, и яют в виде от- оагентов подсоединяемого же испальз ют с испарительные насосы) такаткачиваечому сосуду. Насосы ьзуют сжижениые газы. В Рог о типа проектируют примените асосы вто- атом сл чае к у рнопанелн насосов выменительна полняют в виде змеевиков или пло. 382 нттекотеыпеРАтРРние сРедстВА Откдчки (крионАсосы! т табли ца !32 Таблица 131 Темаературе квнеиея. К, при дееленкк, Пе Знеченке е арк Т, К мегераеа Крвоегент 1Ол ~ Э.!О !,З. 10' т. 4ол 1А !О' т 404 'Я,Т 40л Б 10' 300 тз т,з 1,6 !1,0 17,5 50,0 60,0 ', 1,75 11,7 19,0 52,0 62,3 2.35 13.9 21,0 60,2 70,4 2,6 15,1 21,9 63,5 74,5 3,1 16,6 23,4 67,5 79,0 3,6 18,4 25,5 72,3 4,0 !9,6 26,3 75,5 88,0 4,2 20,4 чу ! 77,3 90,0 Гелий Водород Неон Азот Кислород Медь Алюминий Коррозиоино- стойкая сталь Углеродистая сталь Серебро 0,03 0.0!9 О,ОЗ О,'О!8 О !О 006 0,015 0,011 0,03 0,01 Т, Р' Р Ф =~ )лЕТж~ х(Т вЂ” 74), (13.3) ЕА,ПЕЧТЗ скнх шанб с внутренними каналами.
Криопанели охлаждаются в результате циркуляции по каналам и амеевикам паров испзряющегсся крноагента, 1(иркуляция происходит под действием взбыточного давления в сосуде Дьюара или от механического вакуумного насоса, Эти способы по. зволяют легко регулировать температуру криоцанели в широком диапазоне (выше н инже нормальной тем. неретуры кипения криоагента), что обеспечивает экономичное расходование крноагента. Температуры кипения крноагентов при различнык давлениях приведены в табл. 13 1, В испарительнык насосах испаряющийся в криопанели газообразный гелий часто используют для охлажде.
яия теплозашитных экранов до температур, промежуточных между нор. мальвой и температурой крнопанели; при этом отпадает необходимость использования другого криоагеита. По. скольку в криопанеляч испарительних насосов нет жидких криоагеитов, то после остановни вти насосы легко отогревать. В этих насосах криопаиель можно установить в любом пространственном положении. Способ охлаждения с помощью автономных ожижителей обычно используют в крупных крионасосах. Сжвжеиный газ собирается в бачке, который служит и криопанелью, Отработанный газ, выкодяший из бачка крионасосв, отдает холод в теплообмеиииках встречному потоку газа, идущему иа ожижеине; это существенно повышает эконсмичность пооцесса охлюкденин насоса. Недостатки этого способа охлазкдення — слож. ность обслуживания и необходимость постоянного контроля за работой ожижителя.
Охлаждение с помощью автономных газовых холодильных машин (криш генераторов) применяют для мал крионасосов. С помощью криогеиера торов достигается температурный ур вень !5 ... 20 К н колодопроизгодя тельность 2 ... 5 Вт. Холодильн машины удобны тем, что для их ра. боты требуются только электропита. ние и техническая охлалкденная вода, Оии работают без расхода рабочего газа (гелия), так как рабочее тело в холодильном лгикле криогеиератора совершает замкнутый цвкл, оставаясь в газовой фазе. Насосы с криогенера. торами экономичны.
так как колод используется непосредственно в месте его получения. 13.3. Тепловые нагрузки Тепловой расчет крнонасосов разделяют' на два этапа: определение тепловых нагрузок нз криопанель н теплозашитный экралч определение расхода криоагеитов или мощносш криогенных устройств. Тепловую изгрузку иа криопанель создают потоки; Ф„ — теплоизлуче ния с поверхностей, окружающих кРиО панель; Фм — теплопРоводности чеРез тепловые мосты (механические опоры н держатели криопанелей, подвески заливных бачков, трубки для по!Шока жидких крноагентов и отволла испаря' юшнхся газов н др.); Ԅ— новинка.
ющие вследствие непсерывиой кондея' сации откачиваечых газов;Ф„ — тепло' проводностн остаточных газов от стен. кн насосе к криопанели. Следова"ель' ио, суммарный тепловой поток Фэ 4(ли + Фи + Фк+ Олг При давлении менее О,! Па о ов. нымн источниками тепловых нагрузок иа криопанель являя,юя ау ~ение и теплопроводность вым мостим Теплота конденсации н ' теплопроводность остаточных газов в общем балансе тепловых нагрузок составляют незначительную долю н нми можно пренебречь. Тепловой поток к холодному телу 1, заключенному в полости теплого тела 2, ф, е (74 74) где о =, 5,67.10 4 Вт/(мз К) — посто- янная Стефана-Вольцмана; е приведеяцая степень черноты; Е ир площадь поверхности теплого тела; 3 Т,, Тт — температуры соответственно холл диого и теплого тела. Для коаксиальных цилиндров, кон.
цеатрических сфер н параллельных плоскостей приведенную степень чер. ноты определяют, считая диффузионное излучение серим, по формуле Са +Р (я )) где яг и еэ — степень черноты соо етственно холодного и теплого тела; — т- Р, — площадь поверхности холодного тела. Экспериментальные значения сте- пени черноты для материалов, иаи. более широко применяеммх в крнона- сосах, приведены в табл. 13.2, Степень черноты криопаиели си.
льно , 4 сит от количества газа (например, азота), сконденсированного иа еди- нице площади ее поверкиости (рис. 13,4). В табл. 13.3 и !3.4 даны значения тепловых потоков к криопанели (Т = 4,2 К) от экрана (Т =- 77 К) при ! „, ил лщади поверхности криопанел э н Че в. дм и привеченной степ и ршты е = 0,0! . 1,0; в прнложее и нни — значения тепловых потоков к экрану (Т =- 77 К) от теплой с .
„и (Т = ЗОО К). Чернением значение е для теплова. Шнтных экранов можно увеличить зо и, 0,9 и более в очень широком дна. лазо не длин воли, однако конденса. эия на этих поверхностях паров воды углеводородов существенно „„„. шает е. Наиболее типнчние констру „„„ ранов в варианти их расположения показаны на рнс. !3.5. Характеристики этих вариантов приведены в табл. 13.5. сты, Вт: Тепловой поток через теплов вые мо. (13.4) где Р— площадь поперечного сечени оста, м; ! — длина моста, м, й— теплопроводносгь материала моста, мтНч К); к — средняя теплопроводность материала моста в температурном интервале Т, Т,, Вт!(м К). Для уменьшения потоков вследствие теплопроводности обычно используют длинные тонкостенные трубки из металлов с малой теплопроводностью )л (коррозиоиио-стойкой стали, ией.
В вильбера, мельхиора) — табл, !3.6. табл !3.7 приведены значения теп- Рис. 13.4. 3 алеснместь стеклин чернетиб крнеяенезк ет количестве О «енкенсетл !веете! Таблица 133 ю В, крана н кряаланенн ппомадью. дма Тенлоаап пооак, т, ог ак В . 7 о1 ч 'о ю 3а 1,8. 10 а З,б 10 а 5,4.!О-в 7~2 10 а 9 1О а 10,8 10 а !2 б. Ю-а 14 4 Ю-а 16,2 10"а 1,8. 1О а' 3,6 1О в 5,4.10 а 7,2ЮЯ 9.10 в 10,8 $0 в 12,6 10 а 14,4 10 в 16,2.10 а 1,8 1О"т 1,6 10 а 32 10 в 4„8 1О а 6,4.10 в В 1О в 9,6 Ю в !1,2 10 в 12.8 1О в 14,4 !О в 1,6 10 в 32!О а 4,8 Ю- 6,4.10 в 8 10 а 9,6!О а 11,2. 1О а 12,8 !О а !44 10 а 1,6.10 т 1,4 10 2,8.
10 а 4,2 10 в 5,6.10 в 7. 10-в 8,4.10 в 9,В 10 а !1,2 Ю-' 12,6 10 а 1,4 1О а 2,810в 4,210 а 5,410 а 7 1О а 8,4 10 а 98!От !1,2 10 т 126 10т 1,410 в 1,2 10а 2,4 10 ° З,б 1О в 48!От 610 в 7,2 10-в 8,4.10 в 9,610а 10,8 10 в 1,2 10 * 2,4 1О а 36!Он 43 $0в 6. 10"а 7,2 10» 8,4 10 а 9,6 10 ' Ю,810а 1,2. 10 т ! !Он 2 10-в 310а 4 1О в 5 1О в 6.10 в 7 Ю 8!О в 910а 1 1О"в 2 10 а 3!Он 4 10 * 5!От б. 10 а 7 10 а 8 10 * 9,2.10 в 10 т О а м. а Д Ф О Ъ Фт О тъ Ц Табдпцв!3,4 Тепновов Поток, Вт, от варан» н нрнооаноан нломадью, дма м ,а ю 10 $а 6 ~ оо 1,8 10 а 3,6.10 а 5,4 10в 7,2.!О в 9 10 а 10,8 1О в 12 6.
10-а 14,4. 10 в 16,2 10 а 1,8 10 в 3,6 !О а 5,4 10 " 7,2.10 " 910а !0,8-!О т 12,6 $0 а 14.4.10"в 162 10 " 1,8 1,6. 10 а 3,2 10 а 4,8 1О * 6,4 1О т 8!О а 9,6 10 а 11,2.10 а 12,8.10 а !4,4 10 а 1,6 10 " 3,2 10 " 4,8 10 а 6.4. 10 а 810в 9,6 10 в 11,2 !О " 128 10 в 14,4 10 а 1,6 1,4 10"а 2,8 10 а 4,2. !О а 5,6. 1О ' 7 10 в 8,4 1О а 9,8.10 в 11,2 10 * 12,6 10 а 1,4 10 " 2,8 1О в 4,2 !О в 5,6 1О а 7 10 в 8,4.10 а 9,8 1О а !1,2 Юа $2,6 10 ' 1,4 1,2 10 а 2,4 10 а 3,6. 10 в 4,8 1О в 6.10 в 7,2 10 в 8,4 10 а 9,6 1О в 10,8 10 в 1,2 10 т 2,4 10 в З,б.'0 т 4,8 10 т 6.10 '.
7,2 10 а 8,4 1О а 9,6 1О т 10,8 10 а 1,2 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 . 0,08 0,09 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 2 10 а 4 10 а 6!От 810а 1 1О " !2 Ю-в 1,410в 1,610 в 1,8 10-в 2 1О в 4 10 в 6!Оа 8 10 а 1 ° 10 а 1,2. 1О "в 1,4.10 в 1,6. !О а 1,8.10 а 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
