膨脹機
膨脹機是利用壓縮氣體使氣體溫度降低的原理以獲得能量的機械。膨脹機常用于深低溫設備中。膨脹機按運動形式和結構分為活塞膨脹機和透平膨脹機兩類?;钊蛎洐C主要適用于高壓力比和小流量的中小型高、中壓深低溫設備。
工作原理
當氣體具有一定的壓力和溫度時,就具有由壓力而體現的勢能和由溫度所體現的動能,這兩種能量總稱為內能。膨脹機主要的作用是利用氣體在膨脹機內進行絕熱膨脹對外做功消耗氣體本身的內能,使氣體的壓力和溫度大幅度降低達到制冷與降溫的目的。
主要工作
膨脹機的主要工作在噴嘴及葉輪中完成,當高速、低溫的氣體通過葉輪通道時,由于葉輪高速轉動,使氣體速度很快下降。同時,氣體在不斷變大的通道中流動時,因為壓力與速度下降使氣體內能降低,氣體溫度進一步大幅度降低,達到降溫與制冷的目的。由于膨脹機葉輪的飛速轉動,帶動了與膨脹機葉輪在同一軸上另一端的壓縮機葉輪轉動,壓縮機葉輪的轉動壓縮了通過增壓機葉輪的氣體,壓縮機葉輪不僅壓縮了氣體、利用了膨脹機發出的功率,同時控制了膨脹機的轉速。
特點
膨脹機與活塞膨脹機相比,具有流量大、結構簡單、體積小、效率高和運轉周期長等特點,適用于大中型深低溫設備。
透平型
以氣體膨脹時速度能的變化來傳遞能量的膨脹機。這種膨脹機有單級和雙級、立式和臥式、沖動式和反動式之分。一般采用單級向心徑流反動式,傳出的外功由發電機、鼓風機或油制動器所吸收。它近似于單級離心壓縮機,但具有調節進氣量用的(可調葉片)導流器。低速軸承用油強制潤滑,高速的采用氣體軸承。透平膨脹機由于有噴嘴損失、葉輪損失、余速損失、輪盤摩擦損失、泄漏損失、竄流損失和外熱侵入損失,一般絕熱效率為:中壓膨脹機65~75%,低壓膨脹機75~85%。60年代已制成帶液膨脹機,大多用于天然氣分離設備。
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