Hampson – Lindeův cyklus - Hampson–Linde cycle - Wikipedia

Termodynamika
Klasický Carnotův tepelný motor
Pobočky Klasický Statistický Chemikálie Kvantová termodynamika Rovnováha  / Nerovnováha
Zákony Zeroth za prvé Druhý Třetí
Systémy Stát Stavová rovnice Ideální plyn Skutečný plyn Stav hmoty Rovnováha Ovládejte hlasitost Nástroje Procesy Izobarický Izochorický Izotermický Adiabatický Isentropic Isenthalpic Kvazistatický Polytropní Bezplatná expanze Reverzibilita Nevratnost Endoreversibility Cykly Tepelné motory Tepelná čerpadla Tepelná účinnost
Systémové vlastnosti Poznámka: Konjugujte proměnné v kurzíva Diagramy vlastností Intenzivní a rozsáhlé vlastnosti Procesní funkce Práce Teplo Funkce státu Teplota  / Entropie  (úvod ) Tlak  / Objem Chemický potenciál  / Číslo částic Kvalita páry Snížené vlastnosti
Vlastnosti materiálu Databáze nemovitostí Specifická tepelná kapacita   ${ displaystyle c =}$ ${ displaystyle T}$ ${ displaystyle částečné S}$ ${ displaystyle N}$ ${ displaystyle částečné T}$ Stlačitelnost   ${ displaystyle beta = -}$ ${ displaystyle 1}$ ${ displaystyle částečné V}$ ${ displaystyle V}$ ${ displaystyle částečný p}$ Teplotní roztažnost   ${ displaystyle alpha =}$ ${ displaystyle 1}$ ${ displaystyle částečné V}$ ${ displaystyle V}$ ${ displaystyle částečné T}$
Rovnice Carnotova věta Clausiova věta Základní vztah Zákon o ideálním plynu Maxwellovy vztahy Vzájemné vztahy Onsager Bridgmanovy rovnice Tabulka termodynamických rovnic
Potenciál Energie zdarma Zdarma entropie Vnitřní energie ${ displaystyle U (S, V)}$ Entalpie ${ displaystyle H (S, p) = U + pV}$ Helmholtzova volná energie ${ displaystyle A (T, V) = U-TS}$ Gibbsova volná energie ${ displaystyle G (T, p) = H-TS}$
Dějiny Kultura Dějiny Všeobecné Entropie Zákony o plynu Stroje „Perpetual Motion“ Filozofie Entropie a čas Entropie a život Brownova ráčna Maxwellův démon Paradox smrtelné smrti Loschmidtův paradox Synergetika Teorie Kalorická teorie Teorie tepla Vis viva („živá síla“) Mechanický ekvivalent tepla Hnací síla Klíčové publikace "Experimentální dotaz Co se týče ... tepla " "V rovnováze Heterogenní látky " "Úvahy o Hnací síla ohně " Časové osy Termodynamika Tepelné motory Umění Vzdělávání Maxwellův termodynamický povrch Entropie jako rozptýlení energie
Vědci Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson van der Waals Waterston
Rezervovat Kategorie

Linde patent z roku 1895.

The Hampson – Lindeův cyklus je proces pro zkapalňování plynů, zejména pro separace vzduchu. William Hampson a Carl von Linde nezávisle žádal o patenty cyklu v roce 1895: Hampson dne 23. května 1895 a Linde dne 5. června 1895.^[1][2][3][4]

Zaveden cyklus Hampson – Linde regenerativní chlazení, systém chlazení s pozitivní zpětnou vazbou.^[5] The výměník tepla uspořádání umožňuje absolutní teplotní rozdíl (např. 0,27 ° C / atm J – T chlazení pro vzduch), aby překročil jediný stupeň chlazení a mohl dosáhnout nízkých teplot potřebných ke zkapalnění „fixních“ plynů.

Cyklus Hampson – Linde se liší od cyklu Siemensův cyklus pouze v kroku rozšiřování. Zatímco cyklus Siemens má plyn dělat externí práce pro snížení své teploty se cyklus Hampson – Linde spoléhá pouze na Joule – Thomsonův efekt; to má tu výhodu, že studená strana chladicího zařízení nepotřebuje žádné pohyblivé části.^[1]

Cyklus

Hampson-Linde cyklus skica; tento náčrt neukazuje regeneraci (plyn přiváděný zpět do kompresoru)

Hampson – Lindeův cyklus; tento diagram nezahrnuje externí chladič, zvýrazňuje protiproudý výměník tepla nebo nevykazuje významné zadržení

Chladicí cyklus probíhá v několika krocích:

1. Plyn je stlačen, což dodává do plynu vnější energii, aby mu poskytlo to, co je potřebné pro běh cyklu. Americký patent společnosti Linde uvádí příklad s nízkým tlakem na straně 25 standardních atmosfér (370 psi; 25 bar) a vysokým tlakem na straně 75 standardních atmosfér (1100 psi; 76 bar).
2. Vysokotlaký plyn se poté ochladí ponořením plynu do chladnějšího prostředí; plyn ztrácí část své energie (tepla). Příklad patentu Linde uvádí příklad solanky při 10 ° C.
3. Vysokotlaký plyn se dále ochladí pomocí a protiproudý výměník tepla; chladnější plyn opouštějící poslední stupeň ochlazuje plyn přecházející do poslední fáze.
4. Plyn je dále ochlazován průchodem plynu otvorem Joule – Thomson (expanzní ventil); plyn je nyní na nižším tlaku.

   Nízkotlaký plyn je nyní nejchladnější v současném cyklu.

   Část plynu kondenzuje a stává se výstupním produktem.

5. Nízkotlaký plyn je směrován zpět do protiproudého výměníku tepla, aby ochladil teplejší, přicházející vysokotlaký plyn.
6. Po opuštění protiproudého výměníku je plyn teplejší, než byl při nejchladnější, ale chladnější, než začal v kroku 1.
7. Plyn je odeslán zpět do kompresoru, smíchán s teplým přiváděným doplňovacím plynem (jako náhrada za kondenzovaný produkt) a vrácen do kompresoru, aby provedl další cestu cyklem (a stal se stále chladnějším).

V každém cyklu je čisté chlazení více než teplo přidané na začátku cyklu. Když plyn projde více cykly a ochladí se, bude dosažení nižší teploty na expanzním ventilu obtížnější.

Reference

Další čtení

• Timmerhaus, Klaus D .; Reed, Richard Palmer (2007). Kryogenní inženýrství: padesát let pokroku. p. 8. ISBN  978-0-387-46896-9.
• Almqvist, Ebbe (2003). Historie průmyslových plynů. Springer Science & Business Media. p.160. ISBN  978-0-306-47277-0.
• Maytal, B. -Z. (2006). „Maximalizace rychlosti výroby stroje Linde – Hampson“. Kryogenika. 46 (1): 49–85. Bibcode:2006 Kryo ... 46 ... 49 mil. doi:10.1016 / j. Kryogenika.2005.11.004.

Tento fyzika související článek je a pahýl. Wikipedii můžete pomoci pomocí rozšiřovat to.