Холодильный агент

Холодильный агент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

С, Д. Глухов, А. В. Мостищсий, А. Д, Суслов и В. М. Худзинский (7l ) Заявитель у

/ (54) ХОЛОДИЛЬНЫЙ АГЕНТ

Изобретение относится к технике низких температур и может быть использовано для охлаждения различных обьектов в диапазоне

90 — 120 К с помощью замкнутых дроссельных регенеративных циклов.

Известны холодильные агенты для дроссель1 ных систем охлаждения, представляющие собой многокомпонентные рабочие тела (11.

Указанные агенты обеспечивают сравнительно высокую термодинамическую эффективность

30 цикла нрн температурах охлаждения 80 — 85 K в диапазоне давлений 4,0 — 10,0 МПа, но в интервале температур охлаждения 90 — 120 К не позволяют получать неизменной температуры криостатирования в процессе снятия тепловой на15 грузки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является холодильный агент, в качестве которого для получения температур в интервале 90 — 120 К применяется чистый аргон обеспечивающий в указанном температурном диапазоне неизменную температуру охлаждсния в процессе снятия тепловой нагрузки 121

Недостатком дроссельных систем на чистом аргоне является низкая ..термодинамическая эффективность цикла при давлениях нагнетания до 8,0 МПа, обусловленная малым значением изотермического эффекта дросселнрования аргона.

Кель изобретения — повышение термодинамической эффективности цикла в диапазоне

90-120 К при давлениях нагнетания до 8,0 МПа

Поставленная цель достигается тем, что холодильный агент дополнительно содержит пропилеи и изобутан при следующем соотношении компонентов, мол.%:

Аргон 20 — 40

Пропилеи 20 — 40

Изобутан 20 — 50

Введенные в состав холодильного агента пропилеи и изобутан имеют более высокие нормальные температуры кипения и большие зйачения изотермического эффекта дросселирования по сравнению с чистым аргоном. При осуществлении цикла на такой смеси введение пропилена и изобрутана позволяет понизить температуру начала работы аргонового каскада

9070S

Составитель Ю. Килимник

Техред T. Маточка

Редактор Н. Егорова

Корректор Н Степ

Заказ 516/33

Тираж 6S8

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035. Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал П1П1 "Пягент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 если условно прелставизь цикл на смеси как совокупность элемензарных циклов по числу компонентов. Кроме того, кипение и конденсация компонентов в теплообменнике происходит при переменной температуре, что повышает эффективность теплообмсна по сравнению с циклом на чистом аргоне, благодаря уменьшению разности температур между прямым и обратным потоками.

В результате становится возможным осуществление цикла с дросселнрованием в диапазоне температур охлаждения 90--120 К при давлениях нагнетания 2Я-8,0 МПа. Термодинамическая эффективно ть такого цикла выше, чем у цикла на аргоне, при более высо- tS ких давлениях нагнетания (10,0--20,0 МПа) и тех же температурах охлаждения (90 — 120 К).

Практически неизменная температура охлаждения в процессе снятия тепловой нагрузки для цикла на предлагаемом холодильном аген- уц те обеспечивается ограниченной растворимостью пропилена и изобутана в аргоне при низких температурах. В результате при температуре охлаждения смесь образует две жидкие фазы, одна из которых на 90 — 96% состоит из аргона. Эта жидкая фаза и обеспечивае. постоянную тсмпературу кипения смеси при отводе тепла от объекта.

В результате смешения указанных веществ объемным способом было установлено, что предлагаемый холодильный агент обеспечивает величину удельной холодопроизводительности цикла, превышающую ту же величину для цикла на чистом аргоне.

Использование предлагаемого холодильного

3S агента позволяет получить удельную холодопроизводительность цикла 2 — 18 BT/HM /ч в диа3 пазоне давлений нагнетания 2,0--8,0 МПа. Для цикла на чистом аргоне достижение нижнего

4 4 предела холодопроизводительносги (2 Вт/им7ч1 возможно при давлениях нагнетания свыше

6,0 МПа.

Таким образом, использование предлагаемого холодильного агента позволяет повысить тсрмодинамический КПД дроссельных систем с температурой охлаждения 90 — 120 К, уменьшигь давление нагнетания в цикле до 2,0--8,0 llMa, что позволяет увеличить надежность и срок службы дроссельных систем.

Использование предлагаемого хладагента в установке КУАС вЂ” 01МТ позволяет повысить термодинамический КПД на 70 — 80%, что дает годовой экономический эффект на одну установку в размере 4,9 тыс.рублей.

Формула изобретcíèÿ

Холодильный агент" для однос1упенчатой низкотемпературной регенеративной холодильной машины, содержащий аргон, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышенная термодинамической эффективности машины при температурном уровне охлаждения 90—

120 К, он дополнительно содержит пропилеи и изобутан при следующем соотношении компо нентов, мол,%:

Аргон 20 — 40

Пропилеи 20 — 40

Изобутан 20-50

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 1t 362978, кл. F 25 В 9/02, 1976.

2. Бродянский В. М, и др. Эффективные дроссельные криогенные рефрижераторы, рабо. тающие на смесях.— "Химическое и нефтяное машиностроение". 1971, М 12,с. 14.