Физические принципы получения низких температур. Адиабатное расширение.

Физические основы получения низких температур

- Адиабатное расширение -Дросселирование (Эффект Джоуля-Томсона)

-Вихревой эффект (эффект Ранка-Хильша) -Термоэлектрический эффект (эффект Пельтье)

 

 

-Адиабатное размагничивание

-Десорбция газов

Физические принципы получения низких температур. Адиабатное расширение.

Адиабатное расширение – процесс резкого падения давления при прохождении рабочего вещества через специальное расширительное устройство. В холодильной технике в качестве расширительного устройства используется детандер. По конструкции детандеры делятся на: осевые, центробежные, винтовые, поршневые. В отличии от дросселирования при адиабатическом расширении температура любого рабочего вещества уменьшается (Р₁>P₂, T₁>T₂). Эффективность адиабатного расширения определяется коэффициентом адиабатного расширения: . При сопоставлении коэффициента адиабатного расширения и коэффициента дросселирования, запишем уравнение, т.к. удельный объём и теплоёмкость всегда положительны, то всегда α_s> α_h.

. Рассмотрим два процесса в S,T-диаграмме: Сравнение адиабатного расширения и дросселирования.

1-2 – процесс адиабатного расширения,

1-3 – процесс дросселирования.

Из рисунка видно, что ΔТ_s > ΔТ_h.

С точки зрения термодинамики процесс адиабатного расширения на много эффективней, чем процесс дросселирования. Но детандер представляет собой сложный механизм, понижающий надёжность работы холодильной машины, поэтому в действительных холодильных машинах процесс адиабатного расширения используют очень редко.