Giáo trình phân tích khả năng vận dụng chu trình cổ điển troang tải dao động p1

Chia sẻ: Hher Fgdfh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

67
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay trong các phòng thí nghiệm người ta đã nghiên cứu được các hợp kim có thể đạt trạng thái siêu dẫn ở nhiệt độ cao, mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi kỹ thuật siêu dẫn. 1.2.5 ứng dụng trong y tế và sinh học cryô 1.2.5.1 ứng dụng trong y tế Các ứng dụng của kỹ thuật lạnh trong y tế rất phong phú, từ việc điều hoà trong các bệnh viện, bảo quản thuốc trong các buồng lạnh, đến bảo quản các bộ phận cơ thể. 1. Bảo quản máu và các bộ phận cấy...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình phân tích khả năng vận dụng chu trình cổ điển troang tải dao động p1

Giáo trình phân tích khả năng vận dụng chu trình cổ điển trong tải dao động Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ho¸ láng khÝ thiªn nhiªn. Ph−¬ng ph¸p ®−îc øng dông réng r·i nhÊt lµ ph−¬ng ph¸p lµm l¹nh nhê c¸c m¸y ghÐp tÇng, trong ®ã c¸c cÊp trªn m«i chÊt l¹nh lµ etylen vµ propan. Cã thÓ sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p lµm l¹nh gi¸n tiÕp ®Ó ho¸ láng khÝ thiªn nhiªn. Mét trong nh÷ng ph−¬ng ph¸p lµm l¹nh gi¸n tiÕp lµ nÐn khÝ lªn trªn ¸p suÊt tíi h¹n sau ®ã ®−a vµo lµm l¹nh gi¸n tiÕp b»ng m«i chÊt l¹nh, vÝ dô nh− ªtan. Sau ®ã khÝ ®−îc d·n në vµ mét phÇn khÝ ®−îc ho¸ láng. H×nh 1-2 giíi thiÖu chu tr×nh ho¸ láng khÝ thiªn nhiªn b»ng m¸y l¹nh ghÐp tÇng. Chu tr×nh cæ ®iÓn th«ng dông (h×nh 1-2a) cã nh−îc ®iÓm lµ qu¸ nhiÒu thiÕt bÞ víi nhiÒu lo¹i m¸y nÐn, thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt, ®−êng èng vv... lµm cho c«ng t¸c vËn hµnh, b¶o d−ìng, söa ch÷a gÆp khã kh¨n, ®Æc biÖt khi t¶i dao ®éng vµ viÖc hót h¬i l¹nh vÒ m¸y nÐn. C«ng viÖc tù ®éng ho¸ còng gÆp khã kh¨n. 4 5 5 2 1 1 288K 293K; 6,8MPa 293K, 0,86MPa 3 6 6 7 NH3 233K, 0,07MPa 238K; 1,66MPa 238K 233K 6 7 6 C2H4 3 170K, 0,1MPa 6 173K 170K 6 6 7 0,1MPa 112K 7 a) b) 1-KhÝ thiªn nhiªn vµo; 2- M¸y nÐn khÝ thiªn nhiªn; 3- M¸y nÐn l¹nh; 4- M¸y nÐn l¹nh hçn hîp m«i chÊt; 5- B×nh ng−ng; 6- ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt; 7- Van tiÕt l−u H×nh 1-2: Chu tr×nh ghÐp tÇng ho¸ láng khÝ thiªn nhiªn 17
Mét gi¶i ph¸p tÝch cùc lµ øng dông hçn hîp m«i chÊt l¹nh ®−îc viÕt t¾t lµ ph−¬ng ph¸p ARC (Auto-Refrigerated Cascade). Hçn hîp m«i chÊt l¹nh gåm nit¬, mªtan, ªtan, propan vµ butan ®−îc nÐn trong m¸y nÐn 4 vµ ®−îc ho¸ láng theo thø tù tõng thµnh phÇn. B»ng c¸ch tiÕt l−u vµ cho bay h¬i tõng thµnh phÇn ®ã khÝ thiªn nhiªn ®−îc lµm l¹nh dÇn ®Õn 120oK råi ho¸ láng mét phÇn khi qua tiÕt l−u 7. HiÖn nay nhiÒu nhµ m¸y ho¸ láng khÝ thiªn nhiªn cã n¨ng suÊt rÊt lín lµm viÖc theo ph−¬ng ph¸p ARC nµy. VÝ dô nhµ m¸y ho¸ láng khÝ Badak (In®«nªxia) cã n¨ng suÊt 250.000m3 tiªu chuÈn trong mét giê vµ nhµ m¸y ho¸ láng Arzew (Angiªri) cã n¨ng suÊt 1.200.000 m3/h. KhÝ thiªn nhiªn ho¸ láng ®−îc ký hiÖu lµ LNG (Liquefied Natural Gas) cã nhiÖt ®é s«i ë ¸p suÊt khÝ quyÓn kho¶ng -160oC, bëi vËy khÝ ho¸ láng cÇn ®−îc chøa vµ vËn chuyÓn trong c¸c b×nh c¸ch nhiÖt tèt. Ng−êi ta ®· b¶o qu¶n khÝ ho¸ láng trong nÒn ®Êt ®«ng cøng. Ph−¬ng ph¸p nµy tá ra cã hiÖu qu¶ kinh tÕ. B×nh chøa ®Æt trong nÒn ®Êt ®«ng cøng ®· sö dông cã søc chøa lªn tíi 40.000 m3. KhÝ ho¸ láng tõ dÇu th« LPG (Liquefied Petroleum Gas) cã nhiÖt ®é s«i ë ¸p suÊt khÝ quyÓn cao h¬n nhiÒu. KhÝ PLG lµ s¶n phÈm thu ®−îc khi chÕ biÕn dÇu th« vµ bao gåm chñ yÕu c¸c thµnh phÇn propan, n- butan vµ isobutan. C¸c chÊt nµy lµ thÓ khÝ ë nhiÖt ®é m«i tr−êng nh−ng chØ cÇn nÐn lªn ¸p suÊt võa ph¶i lµ chóng ®· ho¸ láng v× nhiÖt ®é tíi h¹n cña chóng lín h¬n nhiÖt ®é m«i tr−êng nhiÒu. C¸c khÝ láng còng ®−îc b¶o qu¶n vµ vËn chuyÓn b»ng c¸c b×nh. Ngµy nay ng−êi ta gäi nhiÒu khÝ cã nhiÖt ®é tíi h¹n cao h¬n nhiÖt ®é m«i tr−êng, khi ®−îc ho¸ láng lµ khÝ ho¸ láng nh− am«ni¾c, butadien, clo vv... Trong mét b×nh kÝn chøa khÝ láng, h¬i vµ láng ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, bëi vËy ¸p suÊt trong b×nh phô thuéc rÊt nhiÒu vµo nhiÖt ®é. Trong khi vËn chuyÓn khÝ láng ng−êi ta ph©n biÖt ba lo¹i ¸p suÊt: ¸p suÊt ®Çy, ¸p suÊt gi¶m vµ ¸p suÊt khÝ quyÓn. Chuyªn chë víi ¸p suÊt ®Çy nghÜa lµ c¸c chai kh«ng ®−îc lµm l¹nh, ¸p suÊt trong chai lµ ¸p suÊt b·o hoµ t−¬ng øng víi nhiÖt ®é m«i tr−êng. C¸c chai th−êng ®−îc thiÕt kÕ cho ¸p suÊt cao nhÊt lªn tíi 17 bar, nghÜa lµ khi chuyªn chë propan, nhiÖt ®é ngoµi trêi cã thÓ lªn tíi kho¶ng 45oC. H×nh d¸ng cña c¸c b×nh chøa rÊt kh¸c nhau nh−ng th«ng th−êng cã d¹ng h×nh trô n»m hoÆc ®Æt ®øng (®Æt trong c¸c khoang tµu thuû), ®«i 18
khi c¶ h×nh cÇu. C¸c b×nh chøa nµy rÊt nÆng nªn th−êng ®−îc chÕ t¹o kh«ng qu¸ 1000 TÊn. Chuyªn chë víi kiÓu ¸p suÊt gi¶m thuËn lîi h¬n v× ¸p suÊt trong b×nh kh«ng qu¸ cao nh−ng ph¶i cã hÖ thèng lµm l¹nh kÌm theo. C¸c b×nh khÝ ho¸ láng ®−îc lµm l¹nh ®Õn mét nhiÖt ®é thuËn lîi nµo ®ã ®Ó ¸p suÊt trong b×nh kh«ng qu¸ cao. Do ®−îc lµm l¹nh nªn c¸c b×nh chøa nµy ph¶i ®−îc bäc c¸ch nhiÖt ®Ó gi÷ l¹nh. Do khèi l−îng riªng ë nhiÖt ®é thÊp lín h¬n nªn víi cïng thÓ tÝch b×nh, ph−¬ng ph¸p ¸p suÊt gi¶m chøa ®−îc nhiÒu khÝ ho¸ láng h¬n. C¸c b×nh chøa ¸p suÊt gi¶m ®−îc thiÕt kÕ cho ¸p suÊt tèi ®a 10 bar. NhiÖt ®é thÊp nhÊt cho phÐp tuú theo vËt liÖu chÕ t¹o mµ tiªu chuÈn cho phÐp. Do cã tæn thÊt qua líp c¸ch nhiÖt cña b×nh nªn ®Ó duy tr× ¸p suÊt b×nh cÇn trang bÞ hÖ thèng l¹nh hoÆc tiÕn hµnh t¸i lµm l¹nh khÝ ho¸ láng nh− h×nh 1-3. 2 3 4 1 1- B×nh chøa khÝ ho¸ láng; 2- M¸y nÐn; 3- B×nh t¸i ng−ng tô; 4- Van tiÕt l−u H×nh 1-3: S¬ ®å t¸i ho¸ láng khÝ thiªn nhiªn Trªn s¬ ®å nµy, phÇn láng ®· ho¸ h¬i ®−îc m¸y nÐn 2 hót vÒ vµ nÐn lªn ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é cao, sau ®ã ®−a vµo b×nh t¸i ng−ng tô 3 ®Ó ng−ng l¹i thµnh láng, láng ®−îc tiÕt l−u ®Ó gi¶m ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é xuèng ¸p suÊt nhiÖt ®é trong b×nh. §Ó tr¸nh lµm bÈn khÝ láng ë b×nh 1 do dÇu b«i tr¬n m¸y nÐn lÉn vµo, ng−êi ta sö dông m¸y nÐn kh«ng cÇn dÇu b«i tr¬n. §Ò phßng tr−êng hîp cã khÝ kh«ng ng−ng trong b×nh chøa cÇn cã thiÕt bÞ x¶ khÝ kh«ng ng−ng. 19
Chuyªn chë khÝ láng víi ¸p suÊt khÝ quyÓn còng cßn ®−îc gäi lµ chuyªn chë khÝ láng ®−îc lµm l¹nh hoµn toµn. ¸p suÊt trong b×nh chØ cao h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn tèi ®a lµ 0,3 bar. NhiÖt ®é cña khÝ ho¸ láng trong b×nh gÇn b»ng nhiÖt ®é b·o hoµ theo ¸p suÊt khÝ quyÓn hay nhiÖt ®é s«i ë ¸p suÊt th−êng bëi vËy b×nh chøa cÇn ®−îc bäc c¸ch nhiÖt tèt. Do kh«ng chÞu ¸p lùc nªn v¸ch b×nh kh«ng cÇn dµy vµ h×nh d¸ng cã thÓ tuú theo kho chøa hoÆc khoang tµu thuû. Thùc tÕ cho thÊy m¸y l¹nh l¾p ®Æt trªn tµu vµ c¶ trªn ®Êt liÒn ®Ó lµm l¹nh mét phÇn hoÆc lµm l¹nh hoµn toµn khÝ láng trong b×nh chøa tiªu tèn n¨ng l−îng lín h¬n nhiÒu lÇn ph−¬ng ph¸p t¸i ho¸ láng. §Ó lµm l¹nh khÝ láng ®Õn -50oC cÇn mét m¸y l¹nh hai cÊp víi khÝ láng ®ång thêi lµm m«i chÊt l¹nh. Khi chuyªn chë ªtylen láng ë nhiÖt ®é -100oC cÇn trang bÞ mét m¸y l¹nh ghÐp tÇng, tÇng d−íi lÊy ªtylen vµ tÇng trªn lÊy R22 lµm m«i chÊt l¹nh. NÕu chän R13B1 th× b×nh bay h¬i ghÐp tÇng kh«ng ph¶i lµm viÖc víi ¸p suÊt ch©n kh«ng. 1.2.3 øng dông trong ®iÒu hoµ kh«ng khÝ Ngµy nay kü thuËt ®iÒu hoµ ®−îc sö dông rÊt réng r·i trong ®êi sèng vµ trong c«ng nghiÖp. Kh©u quan träng nhÊt trong c¸c hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®ã lµ hÖ thèng l¹nh M¸y l¹nh ®−îc sö dông ®Ó xö lý nhiÖt Èm kh«ng khÝ tr−íc khi cÊp vµo phßng. M¸y l¹nh kh«ng chØ ®−îc sö dông ®Ó lµm l¹nh vÒ mïa hÌ mµ cßn ®−îc ®¶o chiÒu ®Ó s−ëi Êm mïa ®«ng. §iÒu hoµ kh«ng khÝ ®−îc sö dông víi 2 môc ®Ých: - Phôc vô cuéc sèng tiÖn nghi cña con ng−êi (HÖ thèng ®iÒu hoµ trong ®êi sèng, d©n dông). - Phôc vô c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt (HÖ thèng ®iÒu hoµ c«ng nghiÖp). 1.2.3.1. C¸c hÖ thèng ®iÒu hoµ trong ®êi sèng d©n dông HiÖn nay c¸c hÖ thèng ®iÒu hoµ ®−îc sö dông rÊt réng r·i ë c¸c hé gia ®×nh, trong c¸c c«ng së, c¬ quan, nhµ m¸y, xÝ nghiÖp, kh¸ch s¹n, ng©n hµng, nhµ thi ®Êu thÓ thao, héi tr−êng, r¹p chiÕu bãng, r¹p h¸t vv.. nh»m phôc vô cuéc sèng tiÖn nghi cña con ng−êi. NhiÖt ®é thÝch hîp ®èi víi con ng−êi lµ kho¶ng tõ 22oC ®Õn 29oC. Tuy nhiªn khÝ hËu quanh n¨m lu«n lu«n thay ®æi, mïa hÌ n−íc ta nhiÒu n¬i nhiÖt ®é cã thÓ ®¹t 40oC. Lµm viÖc trong nh÷ng ®iÒu kiÖn 20
nh− vËy rÊt khã chÞu vµ ¶nh h−ëng nhÊt ®Þnh ®Õn hiÖu qu¶ vµ chÊt l−îng c«ng viÖc. Ng−îc l¹i mïa ®«ng, nhiÖt ®é cã thÓ h¹ xuèng 10oC. HiÖn nay ng−êi ta sö dông nhiÒu hÖ thèng ®iÒu hoµ kh¸c nhau trong ®êi sèng nh−: M¸y ®iÒu hoµ d¹ng cöa sæ, m¸y ®iÒu hoµ 2 m·nh, m¸y ®iÒu hoµ kiÓu VRV, m¸y ®iÒu hoµ lµm l¹nh b»ng n−íc vµ m¸y ®iÒu hoµ trung t©m. §èi víi c¸c hé gia ®×nh, thÝch hîp nhÊt lµ c¸c m¸y ®iÒu hoµ c«ng suÊt nhá nh− lo¹i cöa sæ vµ m¸y ®iÒu hoµ 2 m·nh. 1.2.3.2. C¸c hÖ thèng ®iÒu hoµ trong c«ng nghiÖp Trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp ®Ó s¶n xuÊt ra c¸c s¶n phÈm cã chÊt l−îng kü thuËt cao ®ßi hái ph¶i duy tr× nhiÖt ®é, ®é Èm trong mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh. VÝ dô nh− trong ngµnh c¬ khÝ chÝnh x¸c, thiÕt bÞ quang häc, trong c«ng nghiÖp b¸nh kÑo, trong ngµnh ®iÖn tö vv Trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp nhÑ ®iÒu hoµ kh«ng khÝ còng ®−îc sö dông nhiÒu nh− trong c«ng nghiÖp dÖt, c«ng nghiÖp thuèc l¸ vv... Mçi lo¹i s¶n phÈm ®ßi hái s¶n xuÊt trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é, ®é Èm kh¸c nhau, vÝ dô nh−: - KÑo s«c«la: 7 ÷ 8 oC - KÑo cao su: 20oC - B¶o qu¶n rau qu¶ : 10oC - §o l−êng chÝnh x¸c: 20 ÷ 24 oC - C«ng nghiÖp dÖt: 20 ÷ 32oC - ChÕ biÕn thùc phÈm: NhiÖt ®é cµng thÊp cµng tèt, kho¶ng 5÷10oC C¸c hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ trong c«ng nghiÖp chñ yÕu lµ c¸c hÖ thèng c«ng suÊt lín nh− kiÓu VRV, m¸y ®iÒu hoµ lµm l¹nh b»ng n−íc vµ m¸y ®iÒu hoµ trung t©m. 1.2.4 øng dông trong siªu dÉn Mét øng dông rÊt quan träng cña kü thuËt l¹nh lµ sö dông trong kü thuËt siªu dÉn. Ng−êi ta nhËn thÊy khi lµm l¹nh c¸c chÊt dÉn ®iÖn xuèng nhiÖt ®é rÊt thÊp th× ®iÖn trë cña nã b»ng 0. Th«ng th−êng nhiÖt ®é ®ã rÊt thÊp. Khi d©y ®¹t ®−îc nhiÖt ®é siªu dÉn th× cã thÓ sö dông vËt liÖu dÉn ®iÖn mµ kh«ng g©y ra tæn thÊt ®iÖn n¨ng trªn ®−êng d©y. Trong tr−êng hîp ®ã cã thÓ øng dông ®Ó t¹o ra c¸c nam ch©m cùc lín trong c¸c m¸y 21