Классификация и особенности аппаратов криогенных установок

В криогенных установках используются аппараты различного назначения и принципа действия. Наиболее важными, принципиально необходимыми являются:

1. Теплообменные аппараты (ТОА). Низкие температуры производятся при помощи тепловых процессов, для реализации которых необходимы ТОА – теплообменники. Теплообменники могут быть рекуперативного или регенеративного типа, аппаратами для конденсации или испарения потока или иного специального назначения.

2. Ректификационные колонны, в которых осуществляется разделение смесей на компоненты путем процесса ректификации. Этот метод является термодинамически и экономически весьма эффективным. Он получил большое распространение в технике. Обычно используются тарельчатые ректификационные колонны. В некоторых случаях применяют насадочные колонны и механические ректификаторы.

3.  Адсорберы и абсорберы используют процесс избирательного поглощения компонента смеси. Их применяют для очистки рабочего тела от нежелательных примесей, извлечения одного или группы компонентов из смеси. В некоторых случаях с помощью адсорбции создают глубокий вакуум или используют термические эффекты для охлаждения объекта или потока.

4. Аппараты испарительного охлаждения чаще всего используют большую скрытую теплоту испарения воды. Они позволяют охлаждать поток до температуры мокрого термометра (теоретически) и используются для снижения температуры рабочего тела, поступающего в криогенную установку.

5. Значительную группу аппаратов мы отнесем к вспомогательным. Процессы, которые протекают в них, не являются составными частями цикла, но обеспечивают его работоспособность. К таким аппаратам относятся фильтры, каплеотделители, отстойники и т.д.

Классификация аппаратов базируется на виде осуществляемого процесса (процессов), способе его реализации, конструктивных особенностях выполнения аппарата, которые сказываются на протекании процесса или принципиальных характеристиках аппарата.

Теплообменные аппараты

Теплообменные аппараты по способу прохождения потоков через рабочий объем делятся на:

§ рекуперативные теплообменные аппараты;

§ регенеративные теплообменные аппараты (регенераторы);

§ контактные теплообменные аппараты.

В рекуперативных теплообменниках два и более потока движутся по самостоятельным каналам (полостям) без смешения. В регенераторах потоки проходят через одну и ту же полость попеременно, т.е. потоки разделены во времени (а в рекуператорах – пространственно!). В регенераторах, как правило, обмениваются теплом газовые потоки.

Рекуперативные теплообменные аппараты

По виду основного процесса различают:

§ Теплообменники (обычно обмениваются теплом однофазные потоки);

§ Испарители, конденсаторы, переохладители;

§ Конденсаторы – испарители.

По способу организации потоков различают противоточные, прямоточные и перекрестноточные теплообменники.

По числу потоков выделяют двухпоточные (обычные) теплообменники, трехпоточные и многопоточные теплообменники.

По способу образования канала бывают трубчатые, пластинчатые и матричные аппараты.

Регенераторы

По назначению регенераторы делятся на:

§ Регенераторы ВРУ и других систем, где работают 2 (и более) переключаемых аппарата;

§ Регенераторы газовых криогенных машин, где имеется единственный аппарат, через который проходит сначала прямой поток, а затем обратный.

По конструктивному исполнению теплообменной поверхности (насадки) аппараты могут быть выполнены с насадкой из алюминиевой ленты, сетки, шариков, с каменной (базальтовой) насадкой, со встроенным змеевиком.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: