Простой цикл Линде

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

ОТЧЕТ по практике

СТУДЕНТ

ПРОМЕЖУТОЧНАЯ АТТЕСТАЦИЯ ПО ПРАКТИКЕ

Москва

2020

Введение

Сжижение газа - ключевая отрасль криогеники, имеющая широкие области применения, включая производство коммерческих жидких газов и криогенную инженерию. Основная область криогенной инженерии - это проектирование, разработка и улучшение низкотемпературных систем и компонентов. В современном мире криогенная техника и низкотемпературное охлаждение играют все более важную роль. От приложений в пищевой промышленности, энергетике и медицинских технологиях до транспорта и космических челноков существуют требования к хранению и транспортировке криогенных жидкостей.

Криогеника - это наука, изучающая очень низкие температуры. Низкие температуры обычно достигаются при использовании сжиженных газов, таких как жидкий азот или жидкий гелий. Поэтому сжижение газов - важное направление криогенных технологий. Есть три основных метода производства холода; расширение жидкости, двигатель расширения и расширения Джоуля Томсона. Циклы расширения жидкости - это обычные циклы охлаждения, подходящие для получения температуры около 70 ° C. Каноглу [1] выполнил эксергетический анализ каскадной холодильной системы для производства СПГ.

Второй метод - это расширение Джоуля-Томсона, в котором используется эффект Джоуля-Томсона для получения низких температур. Газ сжимается до высокого давления, охлаждается в противоточном теплообменнике и расширяется через клапан JT. В 1895 году Карл фон Линде и Уильям Хэмпсон разработали цикл ожижения воздуха [2]. Однако в 1966 году Эндрю Баррон обнаружил, что цикл Линде и Хэмпсона также можно использовать для сжижения водорода путем включения процесса предварительного охлаждения с использованием жидкого азота. Точно так же цикл Клода, изобретенный в 1902 году Жоржем Клодом, был разработан для сжижения воздуха, но его также можно использовать для сжижения водорода. Использование жидкого азота для предварительного охлаждения повышает эффективность цикла по сравнению с циклом Линде-Хэмпсона с предварительным охлаждением [3].

Thomas и др. [4] представили с помощью коммерческого симулятора процесса Aspen HYSYS эксергетический анализ системы сжижения гелия на основе модифицированного цикла Клода. Атри [5] представил имитацию цикла для цикла пережижения гелия Коллинза с шестью теплообменниками и двумя возвратно-поступательными детандерами. В нем подчеркивается концепция оптимального массового расхода через расширители ожижителя. Wang et al. [6] представили термодинамический обзор криогенных холодильных циклов для процесса сжижения природного газа. Основная идея этого исследования заключается в проведении термодинамического анализа различных циклов и обеспечении теоретической основы для выбора цикла в соответствии с различными расчетными условиями. Mehrpooya и Ansarinasab [7] рассмотрели систему сжижения Linde и Air Products со смешанным хладагентом. Разработаны термоэкономическая модель, основанная на анализе энергии и эксергии, и экономическая модель в соответствии с требованиями к общему доходу. Минимизация удельных затрат на холодильный эффект как продукта сжиженного завода осуществляется при оптимальных условиях работы. Бишт [8] выполнил термодинамический анализ системы сжижения азота на основе цикла Капицы, который является модифицированным циклом Клода.