ОЖИЖЕНИЕ ВОЗДУХА.

Наиболее часто происходит по схеме 2, когда теплота вначале отнимается при изотермическом сжатии (Тo.c = const) в компрессоре, а затем при Р=const с помощью внешнего источника охлаждения.

Большое применение получил квазицикл Капицы (рис. 6.2), в котором в качестве нагнетателя используется низконапорный (Р2 = 0,5...0,7 МПа) турбокомпрессор, КПД и производительность которого выше, чем у поршневых компрессоров.

В квазицикле Капицы воздух (исходное сырье для получения О2 и N2) сжимается изотермически (Toc = const, линия 1—2) до давления P2 = 0,5...0,7 МПа. Изотермический процесс дости­гается охлаждением воздуха в холодильнике II. Затем воздух с параметрами Тос и P2 = 0,5...0,7 МПа направляется в регенера­тивный теплообменник (принцип регенеративного использования энергии квазицикла) III, где происходит его охлаждение до темпе­ратуры Т8 (см. рис. 6.2, б) при P2 = const. После этого поток охлаж­денного воздуха с параметрами P2 и Т8 раздваивается на две части. Меньшая часть (5...10 %) направляется на ожижение, а осталь­ная (90...95 %)—в турбодетандер V (рис. 6.2, а). Конденсация (ожижение) происходит в теплообменнике-ожижителе, омываемом смесью воздуха из детандера и сухого насыщенного пара, посту­пающего из сепаратора VII. На sT-диаграмме процесс охлаждения и конденсации соответствует линии 8—3. После теплообменника-ожижителя воздух претерпевает дросселирование (дроссель VI, процесс 3—4) и направляется в сепаратор VII, где жидкость отде­ляется от сухого насыщенного пара. Жидкий воздух (3...6 % от его общего объема, поступающего от компрессора с температурой Т5) отводится по трубопроводу VIII на разделение. Процесс 9—10 соот­ветствует расширению потока в детандере, 10—7— нагреванию при Poc = const в

элементах IV и III. Состояние Т7 (рос) соответ­ствует его сбросу в атмосферу при температуре, несколько мень­шей Toc.

Как видно из рис. 6.2, а, детандер V предназначается для охлаж­дения воздуха за счет его адиабатного расширения (линия 8—10) с получением внешней работы. Конечная температура расширения в турбодетандере (точка 6) примерно равна 103 К.

Рис. 6.2. Цикл Капицы:

а — схема; б — отображение процессов ожижения