krio_bilety_poryadok (1171276), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Используется в установкахумеренного и глубокого холода (гидридные компрессоры длясжатия водорода)14) Адиабатное сжатие смеси твёрдого и жидкого гелия-3 притемпературе менее 0,3 К. При этом происходит понижениетемпературы за счёт перехода гелия из жидкого в твёрдоесостояние ( эффект Померанчука)15) Смешение или растворение веществ в жидком, твёрдом илигазообразном состояниях, сопровождающееся понижениемтемпературы, что является следствием того, что теплоёмкостьсмеси больше суммы парциальных теплоёмкостей компонентовэтой смеси. Используется в установках умеренного холода (водоаммиачные и бромисто-литиевые холодильные машины.В области сверхнизких температур при растворении жидкогогелия-3 в сверхтекучем гелии-4, что позволяет достигнутьтемператур порядка 0,001 К.16) Адиабатное размагничивание парамагнитных материалов,теплоёмкость которых зависит от величины внешнего магнитного17)18)19)20)поля. Используют соли или чистые кристаллы редкоземельныхметаллов (например гадолиния)Используется во всём диапазоне температур, но только дляотдельных установок.
Нет широкого применения.Адиабатное размагничивание ядер. Используется для получениясверхнизких температур порядка 10-8 К.Термоэлектрический эффект (возникновение разноститемператур при прохождении электрического тока на спаяхразнородных проводящих материалов (обычно полупроводников).Используется в установках умеренного холода.Возникновение разности температур в проводнике припрохождении через него электрического тока в магнитномполе.Редко используется в установках умеренного и глубокого холода ипочти не используется в области сверхнизкого холода.Возникновение разности температур при продавливаниисверхтекучего гелия через капилляры.
Используется вустановках сверхглубокого холода.1)2)3)4)Неиспользуемые способы понижения температурыПереход проводника из сверхпроводящего состояние в нормальное.Понижение температуры металла при растяжении материала.При разрядке электрических аккумуляторов.При разрядке электрических конденсаторов.3) Определение основных характеристик дроссельного циклапростого дросселирования для рефрижератного режимаДросселированием называется изоэнтальпный процесс расширениягаза в адиабатных условиях, при его движении через гидравлическоесопротивлениеКриогенный цикл простого дросселирования.Рефрижераторный режим.Рисунок 125. Криогенный дроссельный цикл.Уравнение теплового баланса низкотемпературной частиустановки.ℎ1 − о.с.
+ х = ℎ5 ⇒ х = (ℎ5 − ℎ1) − о.с. = ℎ5 − ℎ1′ + ℎ1′ − ℎ1= (ℎ1′ − ℎ1 ) − (ℎ1′ − ℎ5 )Рисунок 126. Недорекуперация.ℎ1′ − ℎ1 = ∆ℎ 1 – тепловой эффект дросселирования (теоретическаяхолодопроизводительность компрессора)ℎ1′ − ℎ5 = 5∆н – потери вследствие недорекуперации обратногопотока на тёплом конце теплообменника1) = ∆ℎ 1 − (5 ∆н + о.с.
) – полная холодопроизводительность∆ℎ 1 – теоретическая холодопроизводительность(5∆н + о.с.) – потериХолодопроизводящий процесс – изотермическое сжатие вкомпрессоре, если оно происходит ниже линии инверсии.Поскольку изотермическое сжатие обычно происходит при о.с., то циклпростого дросселирования не пригоден для трёх рабочих веществ: Ne,H2, He.Если х < 0 это значит, что величина потерь превышает величину∆ℎ 1 ⇒1) потери слишком велики;2) ∆ℎ 1 – слишком мала; вследствие неправильного выборапараметров цикла; либо рабочего вещества;Затрачиваемая работа: в данном случае это работа сжатия вкомпрессоре.2) = сж = ln( н )всизДля определения изотермической работы используется формуладля идеального газа, которая даёт удовлетворительный результатс погрешностью не более 5%, если сжатие на температурномуровне 300°К и давление не более 20 МПа.х=3) =к =к– степень термодинамического совершенства3= − 1 − 3БИЛЕТ 171) Возможности использования процессов, сопровождающихсяпонижением температуры в адиабатных условиях, дляорганизации низкотемпературных циклов в разных диапазонахтребуемых температур.1) Использование естественного холода (240 К – 300 К) – холодатолщи почвы, холодной воды, льда, запасённого зимой илиперевезённого с горных местностей;2) Дросселирование (0,7 К – 300 К) – адиабатное расширениегазов, паров и жидкостей, проходящих через гидравлическоесопротивление.
Осуществляется в открытой системе и являетсянеравновесным ( необратимым) процессом. Дросселированиеописывается уравнением h=const;В процессе дросселирования температура может какпонижаться, так и повышаться. Это зависит от начального иконечного давления, начальной температуры и рода газа.Используется в парокомпрессионных холодильных установках (холодильник бытовой) и ожижителях.Работа при дросселировании не совершается.3) Детандирование – адиабатное расширение газа или пара ссовершением внешней работы.
В идеальном случае процессквазиравновесен и описывается условием S=constВ области умеренного холода используется в воздушныхтурбохолодильных установках. В области низких температур –ожижение низкотемпературных газов, низкотемпературноеразделение газовой смеси, и также в рефрижераторныхустановках, предназначенных для отвода теплоты изнизкотемпературных камер.Процесс детандеров реализуется с использованием объёмных итурбодетандеров.4) Выхлоп – свободный выпуск сжатого газа из сосуда, являетсяадиабатным расширением с совершением внешней работыпротив окружающей среды в неравновесных условиях, в началепроцесса выхлоп идёт близко к изоэнтропному расширениюS=const.В областях умеренного холода 120 К -300 К используется редко.В областях низкого холода 0,7 К – 120 К используетсядостаточно широко.
Пример: машина Гиффорда – Макмагона иожижитель Симона для получения жидкого гелия.5) Адиабатное расширение газа при его перетекании из одногообъёма в другой, т.е. процесс расширения при которомвнутренняя энергия остаётся постоянной.6) Адиабатная откачка паров кипящей жидкости. В результатеиспарения части жидкости происходит охлаждение оставшейсячасти. Используется в некоторых установках умеренного холодаи во многих установках глубокого холода для получениятемператур ниже равновесной температуры жидкости принормальном давлении.7) Адиабатная десорбция газа с поверхности адсорбата.Используется в установках умеренного и глубокого холода (теплоиспользующие компрессорные машины)8) Адиабатное дегидрирование интерметаллических соединенийна основе редкоземельных металов (на основе лантана)Используется теплота десорбции водорода при его удалении изгидридообразующего соединения.
Используется в установкахумеренного и глубокого холода (гидридные компрессоры длясжатия водорода)9) Адиабатное сжатие смеси твёрдого и жидкого гелия-3 притемпературе менее 0,3 К. При этом происходит понижениетемпературы за счёт перехода гелия из жидкого в твёрдоесостояние ( эффект Померанчука)10) Адиабатное размагничивание парамагнитных материалов,теплоёмкость которых зависит от величины внешнего магнитногополя. Используют соли или чистые кристаллы редкоземельныхметаллов (например гадолиния)Используется во всём диапазоне температур, но только дляотдельных установок.
Нет широкого применения.11) Адиабатное размагничивание ядер. Используется для получениясверхнизких температур порядка 10-8 К.2) Типы низкотемпературных циклов.Классификация криогенных циклов может быть осуществлена поразличным признакам обычно разделяют по двум признакам:- по назначению- по типу расширительного устройства или способу получения холодаКлассификация по назначению1) Рефрижераторные циклы – для получения «холода», т.е.осуществление термостабилизации охлаждаемого объекта и егопервоначального охлаждения (холодильник) В таких циклахиспользуются замкнутые круговые процессы.2) Ожижительные циклы – для получения жидких криопродуктов,которые выводятся из криогенной системы.Практически, это не циклы, а разомкнутые совокупностипроцессов, поскольку вещество вводится и выводится изсистемы.3) Газоразделительные циклы – разомкнутая система, в которуювводится газообразное вещество, а выводятся газообразныеи/или жидкостные потоки.4) Комбинированные циклы.Классификация по типу расширяющихся устройств1) Дроссельные циклы – основной процесс адиабатногорасширения осуществляется в дросселе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
