ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппараты пульсационного охлаждения газа со струйной системой газораспределения из "Расширительная холодильная техника для газовой и нефтегазовой промышленности" От отмеченных вьше недостатков в значительной мере свободны аппараты, выполненные по схеме представленной на рис. 1 в и запатентованные фирмой NAT [53]. Основными элементами аппарата являются сопло, имеющее прямоугольное выходное сечение, и расположенные против него энергообменные каналы. Каналы установлены веерообразно, имеют прямоугольное входное сечение и далее переходят на трубы круглого сечения, заглушенные на противоположном конце. Открытые концы каналов разделены между собой острыми кромками, ось центрального канала совпадает с осью сопла. Симметрично, по обе стороны от сопла, расположены резонаторы и патрубки вывода из аппарата охлажденного расширенного газа. [c.24] В одной из последующих модификаций [52] подобного рода аппаратов в донной части энергообменных каналов установлены пьезоэлектрические или электромагнитные преобразователи энергии. Перегрев преобразователей достигается отводом незначительной части пассивного газа через огверстие в торцевой стенке канала. [c.24] Опытный образец устройства, рис. 1 а, испытанный на воздухе при давлении на входе Ро = 0,19 МПа и давлении на выходе Рк = 0,1 Мпа, снижает температуру холодного потока на 10 К и повышает температуру горячего потока на 140 К по сравнению с исходной. [c.24] Расход пассивного газа составляет не более 0,01 от расхода холодного потока. С помощью аппаратов, выполненных согласно рис. 16,достигнуто охлаждение воздуха на 10... 13 К при отношении давлений тсг = Ро/Рк = 2...3. [c.26] Приведенные вьш1е данные свидетельствуют о сравнительно низкой термодинамической эффективности рассматриваемых аппаратов. Это объясняется в основном равенством времени наполнения и опорожнения каждого из двух каналов, что не позволяет полностью отводить тепло от пассивного газа, вьщеляющееся в нем за время щжла, а также пот ями в газораспределительном устройстве. [c.26] При подаче газа в аппарат он ускоряется в сопле. Струя активного газа является неустойчивой и, периодически отклоняясь от оси сопла, контактирует с входными отверстиями каналов. Неустойчивый режим истечения струи (также как и в устройствах согласно рис. 1а,б) достигается применением сопл с прямоугольным сечением на выходе с большим отношением высоты сопла к его ширине Ас/Ъс = 0,08,..0,17, установкой нечетного количества каналов и симметричным расположением газоотводящих патрубков по обе стороны от сопла. [c.26] Последовательное смещение струи от одного канала к другому происходит в этих аппаратах также вследствие увеличения давления в канале после подачи в него газа и снижения давления в смежном канале после его опорожнения. Для поддержания колебаний струи и увеличения их амплитуды используются резонаторы. При отклонении струи от оси сопла происходит эжекционный захват массы газа из открытого конца резонатора, в сторону которого смещается струя. По резонатору начинает распространяться волнаг разрешения, которая достигает его концевой емкости и отражается волной сжатия. [c.26] Анализ научно-технической литературы позволяет сделать вывод, что аппараты, выполненные согласно рис Л в, являются наиболее совершенными с термодинамической точки зрения, пульса-ционными охладителями статического типа, разработанными специалистами фирмы КАТ . Именно эти аппараты бьши внедрены указанной фирмой в технологические схемы низкотемпературной обработки углеводородных газов (см. раздел 5.2). [c.27] Японской фирмой Мицубиси Дзюкоге К.К. , рассматривающей пульсационные охладители не иначе как Эпохальное энергосберегающее изобретение, призванное осуществить грандиозные перемены в химической технологии , запатентован пульсационный газоохладитель, каналы которого выполнены с уменьшающейся по длине площадью сечения [54]. Предложено два варианта изменения сечения энергообменных каналов - плавное и ступенчатое. В сравнении с равнопроходными каналами достигается более высокая степень нагрева пассивного газа. Это позволяет генерировать теплоту на уровн пригодном для получения водяного пара высокого давления. Сведения о термодинамических характеристиках этого устройства нам не известны. [c.27] Кузнецовым с соавторами [55] предложено оборудовать энергообменные каналы теплообменником и эжектором с контуром обратной связи. По утверждению авторов это способствует повышению эффективности охлаждения активного газа вследствие интенсификации отвода теплоты от нагретого пассивного газа. По нашему мнению существенного повышения термодинамического КПД это обеспечить не может, ибо более эффективным является снижение температуры непосредственно в начальных участках каналов, т.е. там, где имеет место переток теплоты от негретого пассивного к более холодному активному газу. [c.27] Очередным шагом в развитии пульсационного способа охлаждения явилась разработка охладителя, в котором струя активного газа, в отличии от всех предыдущих устройств, совершает не маятниковое движение, а последовательно перемещается от одного энергообменного канала к соседнему, описывая при этом окружность в плоскости перпендикулярной оси сопла, рис. 2 [57]. [c.28] К сожалению неизвестно, прошла ли описанная разработка путь от идеи до функционирующего аппарата. По крайней мере, сведения о применении этого аппарата в установках низкотемпературной обработки газов на объектах нефтяной или газовой промышленности, нами не обнаружены. Существенно важно также, в какой степени на эксплуатационную надежность устройства повлияло введение в его конструкцию элементов, совершающих механические колебания с относительно большой частотой. [c.29] Совокупность указанных признаков обеспечивает упорядоченное перемещение струи относительно входных отверстий каналов и минимальное смешение активного и пассивного газов. Основное преимущество заявленного устройства - сохранение работоспособности в широком диапазоне изменения технологических параметров. Возможная область применения - установки низкотемпературной обработки углеводородных газов. [c.30] Вернуться к основной статье