三空气液化时的制冷原理

1、LOGO三、三、2.空气液化时的制冷原理空气液化时的制冷原理二、空气液化时的制冷原理二、空气液化时的制冷原理 v 工业上空气液化常用两种方法获得低温，即空气的节工业上空气液化常用两种方法获得低温，即空气的节流膨胀和膨胀机的绝热膨胀制冷。流膨胀和膨胀机的绝热膨胀制冷。v 节流膨胀为等焓过程节流膨胀为等焓过程 ，气体经过节流膨胀后，一般，气体经过节流膨胀后，一般温度要降低。膨胀机的绝热膨胀为等熵过程。温度要降低。膨胀机的绝热膨胀为等熵过程。 二、空气液化时的制冷原理二、空气液化时的制冷原理 三、空气的液化循环三、空气的液化循环 v 目前空气液化循环主要有两种类型：以节流为基础目前空气液化循环主要有

2、两种类型：以节流为基础的液化循环；以等熵膨胀与节流相结合的液化循环。的液化循环；以等熵膨胀与节流相结合的液化循环。 1以节流膨胀为基础的循环以节流膨胀为基础的循环 v 亦称简单林德循环。节流的温降很小，制冷量也很亦称简单林德循环。节流的温降很小，制冷量也很少，所以在室温下通过节流膨胀不可能使空气液化必须少，所以在室温下通过节流膨胀不可能使空气液化必须在接近液化温度的低温下节流才有可能液化。因此，以节在接近液化温度的低温下节流才有可能液化。因此，以节流为基础的液化循环，必须使空气预冷，常采用逆流换热流为基础的液化循环，必须使空气预冷，常采用逆流换热器，回收冷量预冷空气。节流循环流程的示意图及器，

3、回收冷量预冷空气。节流循环流程的示意图及T-S图图由图表示。系统由压缩机、中间冷却器、逆流换热器、节由图表示。系统由压缩机、中间冷却器、逆流换热器、节流阀及气液分离器组成。流阀及气液分离器组成。v 应用简单林德循环液化空气需要有一个启动过程，应用简单林德循环液化空气需要有一个启动过程，首先要经过多次节流，回收等焓节流制冷量预冷加工空气，首先要经过多次节流，回收等焓节流制冷量预冷加工空气，使节流前的温度逐步降低其制冷量也逐渐增加，直至逼使节流前的温度逐步降低其制冷量也逐渐增加，直至逼近液化温度，产生液化空气。这一连串多次节流循环即林近液化温度，产生液化空气。这一连串多次节流循环即林德循环启动阶段

4、如上图。德循环启动阶段如上图。v 实际林德循环存在着许多不可逆损失，主要有：实际林德循环存在着许多不可逆损失，主要有：v 压缩机组（包括压缩和水冷却过程）中的不可压缩机组（包括压缩和水冷却过程）中的不可逆性，引起的能量损失；逆性，引起的能量损失；v 逆流换热器中存在温差，即换热不完善损失；逆流换热器中存在温差，即换热不完善损失；v 周围介质传人的热量，即跑冷损失。周围介质传人的热量，即跑冷损失。2以等熵膨胀与节流相结合的液化循环以等熵膨胀与节流相结合的液化循环v (1)克劳特循环克劳特循环 ：1902年，克劳特提出了膨胀机年，克劳特提出了膨胀机膨胀与节流相结合的液化循环称之为克劳特循环，其流程

5、膨胀与节流相结合的液化循环称之为克劳特循环，其流程及在及在T-S图中的表示见图图中的表示见图 ：(2)卡皮查循环卡皮查循环 v 该循环是一种低压带膨胀机的液化循环，由于节流前该循环是一种低压带膨胀机的液化循环，由于节流前的压力低，节流效应很小，等焓节流制冷量也很小，所以的压力低，节流效应很小，等焓节流制冷量也很小，所以这种循环可认为是以等熵膨胀为主导的液化循环，此液化这种循环可认为是以等熵膨胀为主导的液化循环，此液化循环是在高效离心透平式膨胀机问世后，循环是在高效离心透平式膨胀机问世后，1937年原苏联年原苏联院士卡皮查提出的，因此称为卡皮查循环。院士卡皮查提出的，因此称为卡皮查循环。v 从实质上来看，卡皮查循环是克劳特循环的特例。在从实质上来看，卡皮查循环是克劳特循环的特例。在循环中采用了高效离心空压机及透平膨胀机，其制冷效率循环中采用了高效离心空压机及透平膨胀机，其制冷效率等于等于0.8或更高，大大提高了液化循环的经济性。通常卡或更