活塞式膨胀机

膨胀机

小。
节流过程因流体流动遇到局部阻力而造成的降压过程称之为节流。从能量转换的观点来看，由于工质流经节流阀的速度很快，膨胀后来不及与周围环境进行热量交换，并且节流阀安装在保冷箱内，四周传给的热量可以忽略不计，因此节流过程可看成是绝热过程。同时，流体流经阀门时与外界没有功交换，在既无能量收入又无支出的情况下，流体在节流前后的能量应不变，即节流前后的焓值相等i1=i2,这说明节流本身并不产生冷量。
第一部分膨胀机的分类及工作原理
用人为的方法获得比环境更低的温度，是可以实现的但是，这需要花费一定的代价即消耗一定的能量；功。或电能才能实现，这种人为地获得低温的过程就叫制冷
制冷的方法有两种:节流与膨胀
透平膨胀机示意图
利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得冷量的机械。膨胀机常用于深低温设备中。膨胀机按运动形式和结构分为活塞膨胀机和透平膨胀机两类。活塞膨胀机主要适用于高压力比和小流量的中小型高、中压深低温设备。透平膨胀机与活塞膨胀机相比，具有流量大、结构简单、体积小、效率高和运转周期长等特点，适用于大中型深低温设备。
透平膨胀机由于有喷嘴损失、叶轮损失、余速损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失、窜流损失和外热侵入损失，由于各种损失存在使气体对外做功的能力降低，而这些损失(如摩擦，涡流等)又以热的形式传给气体本身，使气体的出口温度升高，温降效果减小。离心增压机增压机由进气室、叶轮、无叶扩压器、蜗壳组成，其叶轮与膨胀机叶轮置于同一轴上，二者转速相同，由膨胀机叶轮发出的机械功驱动其旋转，气体进入叶轮后，被加速、增压，进入无叶扩压器之后，又进一步减速增压，最后汇集于蜗壳排出机外，经冷却降温后进入板式换热器，再进入膨胀机

提高CO_2跨临界循环效率的方法

提高CO2跨临界循环效率的方法徐明仿　杜维明　宋　飞　成耀龙(西安交通大学制冷与低温工程系)摘　要　针对CO2跨临界循环的特征,阐述了几种提高循环效率的方法,其中包括采用涡流管或者膨胀机代替膨胀阀,采用两级压缩、中间冷却技术等等。

论述了涡流管代替膨胀阀提高系统效率的方法、原理,并介绍了一种适合小型制冷系统的新型气缸活塞式膨胀机。

另外,还叙述了CO2跨临界循环系统采用两级压缩、中间冷却时,最佳中间压力的确定原理以及方法。

关键词　CO2跨临界循环　涡流管　气缸活塞膨胀机　两级压缩　最佳中间压力METH ODS OF ENHANCING EFFICIENCY OF TRANSCRITICALCARBON DIOXIDE CYC L EXu Mingfang　Du Weiming　Song Fei　Cheng Yaolong (Department of Refrigeration and Cryogenics Engineering,Xi’an Jiaotong University)ABSTRACT　According to the characteristics of the transcritical carbon dioxide cycle,several methods to enhance the efficiency are presented.These methods include using vortex tube or expansion machine instead of expansion valve and utilizing two2stage compression and intercool2 ing technology.The method and principle replacing the expansion valve with a vortex tube to enhance the efficiency are presented.A new kind of piston2cylinder expansion machine appro2 priate for small capacity refrigeration application is also introduced.In addition,the determina2 tion principle and method of optimum intermediate pressure of transcritical carbon dioxide cycle with two2stage compression and intercooling are presented.KE Y WOR DS　Transcritical carbon dioxide cycle　Vortex tube　Piston2cylinder expander　Two2stage compression　Optimum intermediate pressure引言随着人们环保意识的逐渐增强,在制冷和空调工业中,自然制冷剂越来越受到人们的关注。

第5章膨胀机

第5章膨胀机5.1 空分设备配套膨胀机的基本要求及工作原理绝热等熵膨胀是获得低温的重要效应之一，也是对外作功的一个重要热力过程，而作为用来使气体膨胀输出外功以产生冷量的膨胀机则是能够实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械。

膨胀机可分为活塞式和透平式两大类，一般来说，活塞膨胀机多适用于中、高压小流量领域，而低、中压、相对流量较大的领域中则多用透平膨胀机。

随着透平技术的进一步发展，近几年来，中、高压、小流量、大膨胀比的透平膨胀机在各领域也有越来越多的应用。

与活塞膨胀机相比，透平膨胀机具有占地面积小（体积小）、结构简单、气流无脉动、振动小、无机械磨损部件、连续工作周期长、操作维护方便、工质不污染、调节性能好、高效率等特点；而活塞膨胀机正相反，一般多用在高膨胀比小流量的场合。

对于空分设备来说，低温精馏、装置冷量损失的及时补充、产品产量的有效调节等都使得为其提供充足冷量的膨胀机显得尤为重要，可以说它是空分设备的心脏部机。

事实上，在空气分离设备中，膨胀机获得了广泛的应用。

随着科学技术的不断进步，现代空分设备对膨胀机提出了更高的要求：要具有更高的整机效率、更好的稳定及调节性能、更安全及可靠的保护系统、更长的运行周期及使用寿命等等。

特别是随着内压缩流程和液体液化设备等的广泛使用，中压甚至高压等级透平膨胀机使用得越来越多，这类产品膨胀机出口常带一部分液体、有的具有很大的膨胀比。

活塞膨胀机是利用工质在可变容积中进行膨胀输出外功，也称为容积型膨胀机。

工质在气缸内推动活塞输出外功，同时本身内能降低。

透平膨胀机是利用工质在流道中流动时速度的变化来进行能量转换的，也称为速度型膨胀机。

工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。

5.2 透平膨胀机5.2.1 透平膨胀机的分类工质在工作轮中膨胀的程度称为反动度。

具有一定反动度的透平膨胀机就称为反动式透平膨胀机。

如果反动度很小以至接近于零，工作轮基本上由喷嘴出口的气流推动而转动并对外作功，则称为冲动式透平膨胀机。

膨胀机工作原理范文

膨胀机工作原理范文膨胀机是一种将气体或液体通过压缩和膨胀的方式提供能量的机械设备。

它的工作原理是通过压缩机将气体或液体压缩到一定的压力下，然后通过膨胀阀使其膨胀释放能量。

膨胀机广泛应用于空调、冷冻、化工等领域。

膨胀机的工作过程主要包括以下几个阶段：吸气、压缩、冷却和膨胀。

下面将详细介绍每个阶段的工作原理。

首先是吸气阶段。

当膨胀机启动时，压缩机的活塞开始向下移动，通过活塞上的吸入阀门将气体吸入压缩机的气缸内。

吸入阀门是一个单向阀门，只允许气体从外部进入气缸，不允许反向流动。

在气缸内部，气体被随后的活塞上升推入压缩腔。

接下来是压缩阶段。

当活塞上升时，气体被压缩到一定的压力。

压缩阶段的作用是将气体分子之间的距离缩小，从而增加气体分子间的压缩作用力。

在压缩过程中，活塞的上升运动将气体推入压缩机的压缩腔，压缩腔由气缸和活塞组成。

在压缩腔内，气体受到活塞推动而被压缩，压力随之升高。

然后是冷却阶段。

随着气体被压缩，其温度也随之升高。

为了防止膨胀机过热，需要对气体进行冷却。

冷却工作在膨胀机中通常通过冷却器或冷凝器来完成。

冷却器中的冷却介质，通常是水或空气，通过与被压缩的气体接触，从而将气体的温度降低到合理的范围。

冷却后，气体的温度降低，为后续膨胀阶段的能量释放做准备。

最后是膨胀阶段。

在膨胀阶段，通过膨胀阀将已被压缩和冷却的气体释放出来。

膨胀阀通过控制气体的流量和压力差来实现能量的释放。

当气体通过膨胀阀流出时，由于压力降低，气体的体积会扩大。

这个过程是通过减少气体分子间的压缩作用力来实现的。

在膨胀阀后，气体通常进入冷凝器或再次进入压缩机。

总的来说，膨胀机通过压缩和膨胀的工作过程，将气体或液体的能量转化为机械能。

它在很多领域都有重要的应用，如空调、冷冻和化工等。

膨胀机的工作原理需要借助压缩和膨胀阀的配合以及合适的冷却系统来实现能量的高效转化。

膨胀机

膨胀机expander利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得冷量的机械。

膨胀机常用于深低温设备中。

膨胀机按运动形式和结构分为活塞膨胀机和透平膨胀机两类。

活塞膨胀机主要适用于高压力比和小流量的中小型高、中压深低温设备。

透平膨胀机与活塞膨胀机相比，具有流量大、结构简单、体积小、效率高和运转周期长等特点，适用于大中型深低温设备。

活塞膨胀机使气体在可变容积中膨胀，输出外功制冷的膨胀机(通常由电动机制动吸收外功)。

这种膨胀机分立式和卧式两种。

采用较多的是立式结构，曲轴、连杆、十字头、活塞、进气阀和排气阀等是运动件，分别装在机身、气缸和中间座中，其作用近似于往复活塞压缩机，但其进、排气阀系借进、排气凸轮定时启闭。

活塞膨胀机由于存在进、排气阀流动阻力、不完全膨胀、摩擦热、外热与内部热交换等引起的冷量损失，一般绝热效率为：高压膨胀机65～85％，中压膨胀机60～70％。

20世纪5 0年代相继出现的不用凸轮传动机构的无阀和单阀膨胀机，减少了膨胀机的运动件，提高了机器运转可靠性，已在小型深低温设备上得到广泛的应用。

60年代，采用加填充剂的聚四氟乙烯密封元件代替用油润滑的金属制密封元件，避免润滑油带入深低温精馏区或液化区，保证了安全。

透平膨胀机以气体膨胀时速度能的变化来传递能量的膨胀机。

这种膨胀机有单级和双级、立式和卧式、冲动式和反动式之分。

一般采用单级向心径流反动式，传出的外功由发电机、鼓风机或油制动器所吸收。

它近似于单级离心压缩机，但具有调节进气量用的（可调叶片）导流器。

低速轴承用油强制润滑，高速的采用气体轴承。

透平膨胀机由于有喷嘴损失、叶轮损失、余速损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失、窜流损失和外热侵入损失，一般绝热效率为:中压膨胀机65～75％，低压膨胀机75～85％。

60年代已制成带液膨胀机，大多用于天然气分离设备透平膨胀机透平膨胀机是空气分离设备及天然气（石油气）液化分离设备和低温粉碎设备等获取冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心心脏。

膨胀机工作原理及常见故障处理

膨胀机工作原理及常见故障处理发表时间：2019-09-20T16:26:14.220Z 来源：《中国电业》2019年第9期作者：周小龙[导读] 绝热等熵膨胀是获得低温的重要途径之一，也是对外做功的一个重要热力过程。

新疆庆华能源集团有限公司新疆伊宁,835000摘要：绝热等熵膨胀是获得低温的重要途径之一，也是对外做功的一个重要热力过程。

而作为用来使气体膨胀输出外功以产生冷量的膨胀机，则是能够实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械。

现代空分设备对膨胀机的求：更高的整机效率；更好的稳定及调节性能；更安全及可靠的保护系统；更长的运行周期及使用寿命等。

关键词：膨胀机；工作原理；常见故障处理1、作用和分类按结构分有两种，活塞式膨胀机和透平式膨胀机。

按工质在膨胀过程所处的状态，可分为气相透平膨胀机和两相透平膨胀机。

按透平膨胀机的制动方式,可分为风机制动膨胀机、增压机制动膨胀机、电机制动透平膨胀机‘’油制动透平膨胀机。

根据透平膨胀机的轴承不同形式，可分为油轴承透平膨胀机、气体轴承透平膨胀机和磁轴承透平膨胀机。

根据工质在工作轮中流动的方向，透平膨胀机可分为径流式、径－轴流式、轴流式。

现代空分设备普遍采用的是向心径－轴流反动式透平膨胀机，它具有焓降大、允许转速高、结构简单和热效率高的特点。

2、工作原理透平膨胀机是一种高速旋转的机械，它是利用工质流动时速度的变化来进行能量转换的，因此称为速度型膨胀机。

它由膨胀机通流部分（由蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器组成）、制动器及机体三部分组成。

工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。

膨胀工质由进气管进入蜗壳，被均匀地分配进入喷嘴；经过喷嘴膨胀，降低了压力和温度后进入工作轮，在工作轮中工质进一步膨胀做功；然后经由扩压器排入膨胀机的出口管道，而膨胀功则由工作轮相连的主轴向外输出。

由膨胀机主轴输出的能量可被用来驱动一台压缩机或一台发电机。

膨胀机

增压透平膨胀机的性能有什么特点增压透平膨胀机是膨胀机直接带动增压机将输出的外功转换成气体的压力能而增压机的气体又供给膨胀机膨胀增压机与膨胀机互为依存关系它们具有相同的转速相同的气量相同的功率膨胀机输出的功率全部传递给增压机增压机出口压力略高于膨胀机进口压力因此在二者的热力参数互相匹配膨胀机的单位制冷量等于增压机的单位功耗同时膨胀机的制冷量还要满足整个装置的冷量平衡膨胀制冷利用透平膨胀机制冷是空分装置制取冷量获得低温的主要途径工质在膨胀机内膨胀同时对外作功使膨胀后的工质大大降温膨胀机安置在保冷箱内而且由于过程进行的很快来不及与外界进行热交换所以膨胀过程近似可以看成是绝热过程在理想状况下即工质在膨胀机内没有任何摩擦膨胀过程熵值不发生变化
透平膨胀机由于有喷嘴损失、叶轮损失、余速损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失、窜流损失和外热侵入损失，由于各种损失存在使气体对外做功的能力降低，而这些损失(如摩擦，涡流等)又以热的形式传给气体本身，使气体的出口温度升高，温降效果减小。离心增压机增压机由进气室、叶轮、无叶扩压器、蜗壳组成，其叶轮与膨胀机叶轮置于同一轴上，二者转速相同，由膨胀机叶轮发出的机械功驱动其旋转，气体进入叶轮后，被加速、增压，进入无叶扩压器之后，又进一步减速增压，最后汇集于蜗壳排出机外，经冷却降温后进入板式换热器，再进入膨胀机
透平膨胀机
是一种旋转式制冷机械，它由蜗壳，导流器，工作轮和扩压器等主要部分主成，当具有一定压力的气体进入膨胀机的蜗壳后被均匀分配到导流器器中，导流器上装有喷嘴叶片，气体在喷嘴中将气体的热力学能(内能)转换成流动的动能，气体的压力和焓降低，出喷嘴的流速高达200m/s左右，当高速气流转子轴带动风机，发电机，或增压机对外输出功；从气体流经膨胀机的过程可看到，气体压力降低是一膨胀过程，同时对外输出了功，输出外功是靠消耗了气体内部的能量，反应出温度降低和焓值的减少既是从气体内部取走了一部分能量，也就是通常所说的制冷量(焓；是表示物质内部具有的一种能量的物理量，也就是一个表示物质状态的参数，焓=热力学能+流动能)

活塞式压缩机的膨胀过程是由什么形成的

活塞式压缩机的膨胀过程是由什么形成的？
活塞式压缩机是一种常见的压缩机类型，广泛应用于工业生产和空调制冷领域。

在了解活塞式压缩机的膨胀过程之前，我们首先需要了解一些基本概念。

膨胀过程是指气体由高压区域进入低压区域的过程，这个过程中气体的温度和
压力都会发生变化。

而活塞式压缩机正是利用活塞的往复运动来实现气体的膨胀和压缩。

活塞式压缩机由气缸、活塞、活塞杆、曲轴、阀门等组成。

当活塞向下运动时，气缸内的气体被压缩，此时气体的压力和温度都会上升。

而当活塞向上运动时，气体被膨胀，此时气体的压力和温度都会下降。

活塞式压缩机的膨胀过程是由活塞向上运动引起的。

当活塞上升时，气缸内的
压力下降，气体根据压力差从高压区域流向低压区域，从而实现了膨胀过程。

膨胀过程对于活塞式压缩机的工作过程至关重要。

膨胀过程中，气体的温度和
压力下降，这使得气体能够在压缩机内部释放热量。

同时，膨胀过程还能够将气体冷却，提高压缩机的效率和性能。

值得注意的是，活塞式压缩机的膨胀过程是由压缩过程引起的。

在活塞下降的
过程中，气体被压缩，压力和温度上升。

而当活塞上升时，气体被膨胀，压力和温度下降。

这种压缩和膨胀的交替运动使得气体在压缩机内部循环流动，完成了整个工作过程。

综上所述，活塞式压缩机的膨胀过程是由活塞上升引起的，通过活塞的往复运动，使气体从高压区域流向低压区域，完成了气体的膨胀过程。

膨胀过程对于压缩机的效率和性能起着重要的作用，能够释放热量和冷却气体。

活塞式压缩机凭借其简单可靠的工作原理，在工业生产和制冷领域得到了广泛的应用。

热力循环比较 (2)

斯特林循环Stirling cycle所热气机（即斯特林发动机）的理想热力循环，为19 世纪苏格兰人提出，因此得名。

图[斯特林循环的-R.斯特林和-图 ]- 和 - 图" class=image> 为斯特林循环在压 -容( - ) 图和温 -熵 (T-S)图上的表示。

它是由两个定容吸热过程和两个定温膨胀过程构成的可逆循环，并且定容放热过程放出的热量恰巧为定容吸热过程所汲取。

热机在定温 (T1)膨胀过程中从高温热源吸热，而在定温 (T2)压缩过程中向低温热源放热。

斯特林循环的热效率为[0727-01] 式中W 为输出的净功； Q 1 为输入的热量。

依据这个公式，只取决于 T1 和 T2，T1 越高、 T 2 越低时，则越高，并且等于相同温度范围内的卡诺循环热效率。

所以，斯特林发动机是一种很有前程的热力发动机。

斯特林循环也能够反向操作，这时它就成为最有效的制冷机循环。

卡诺热机循环的效率让我们剖析以理想气体为工作物质的卡诺热机循环并求其效率。

以v 表示理想气体的摩尔数，以 T1和2分别表示高平和低温热库的温度。

气体的循环过T程如图 10.12 所示。

它分为以下几个阶段，两个定平和两个绝热过程。

1→2：使温度为 T1的高温热库随和缸接触，气缸内的气体吸热作等温膨胀。

体积由 V1增大到2。

因为气体内能不变，它汲取的热量就等于它对外界做的功。

利用公式 (10.3)V 可得2→3：将高温热库移开，气缸内的气体作绝热膨胀，体积变为V3，温度降到T2。

3→4：使温度为 T2的低温热库随和缸接触，缸内的气体等温地被压缩到体积V4，使状态4和状态1位于同一条绝热线上，在这一过程中，气体向低温热库放出的热量为4→1：将低温热库移开，缸内的气体绝热地被压缩到开端状态 1，达成一次循环。

在一次循环中，气体对外做的净功为W=Q1-Q2卡诺循环中的能量互换与转变关系可用图10.13 那样的能流图表示。

依据热机效率的定义公式(10.23) ，可得理想气体卡诺热机循环的效率为依据理想气体的绝热过程方程，对两条绝热线应分别有两式对比，可得从而有(10.25)这就是说，以理想气体为工作物质的卡诺循环的效率只由两热库的温度决定。

透平膨胀机基础知识

透平膨胀机基础理论简介一、概述目前低温技术应用非常广泛，从航天到超导，从气体分离到能量回收等，而低温能量的获得主要靠气体的膨胀，特别是气体的等熵绝热膨胀，透平膨胀机则是实现这一膨胀的有效设备，现已广泛用到气体液化分离、能量综合利用等方面。

二、膨胀机的形式1、活塞式膨胀机：通称容积型，其特点是适宜于小流量、高压力、大膨胀比工况；缺点是复杂、体积大、易损件多、操作维护复杂。

2、透平膨胀机：通称速度型，其特点是转速高、体积小、重量轻、结构简单、易损件少、因而制造维修工作量小，适宜于大流量、中高压力而初温较低。

按工作原理分：1）冲动式：膨胀过程几乎完全在静止的喷嘴中进行；2）反作用式：膨胀过程不仅在静止的喷嘴中进行，还在叶轮中进一步膨胀。

按气流流流动方向分：1）径流式：气体在垂直于旋转轴的平面内沿半径方向流动；2）轴流式：气体沿着平行于工作轮旋转轴方向流动；3）径轴流式：气体由径向流入工作轮而由轴向流出。

三、透平膨胀机基本结构及工作原理1、基本结构膨胀机由通流部分、制动器及机身三部分组成膨胀机通流部分：蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器制动器：1）压缩机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳2）风机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳3）电机或油制动器机身：支撑和隔热作用2、工作原理1）气体在喷嘴中流动设置喷嘴的目的是使气流的动力能转变为气流的速度能并且使气流降温，在喷嘴前后存在着压差，这些压差推动着气流流动。

当气流通过喷嘴时由于减压膨胀而使焓值降低，即使压力、温度下降，这些焓降转变成气流的动能，使在喷嘴出口处气流获得巨大的速度，因此喷嘴主要解决的问题是保持合理的形状以减小各种损失。

喷嘴在结构上可分为三段：即进口段、主体段、出口段主体段又可分为2类：渐缩喷嘴（当喷嘴出口马赫数小于等于1）缩放喷嘴（当喷嘴出口马赫数大于1）2）气体在工作轮中的流动（反动式透平膨胀机）工作轮的作用：（1）把喷嘴出来的高速气体的动能，通过工作轮转化为机械能并由主轴外输出做功，以降低内能使温度进一步降低。

膨胀机工作原理

膨胀机工作原理
膨胀机是一种用于加工塑料、橡胶、铝合金等材料的设备，其工作原理主要是通过加热和压力来使原料膨胀成所需形状的产品。

膨胀机在工业生产中起着重要作用，下面我们来详细介绍一下膨胀机的工作原理。

首先，膨胀机的工作原理是基于热塑性材料的特性。

热塑性材料在一定温度范围内具有良好的塑性，可以通过加热和施加压力来改变其形状。

膨胀机利用这一特性，通过加热和挤压的方式，将原料加工成所需的产品。

其次，膨胀机的工作原理涉及到加热系统。

膨胀机通常配备有加热系统，可以通过加热筒或加热板对原料进行加热。

加热的温度和时间可以根据不同的材料和加工要求进行调节，确保原料达到适宜的塑性状态。

另外，膨胀机的工作原理还包括压力系统。

在加热后，原料进入膨胀机的压力区域，通过螺杆或活塞等装置施加压力，将原料挤压成所需形状的产品。

压力的大小和施加方式对产品的成型效果有重要影响，需要根据具体情况进行调整。

除此之外，膨胀机的工作原理还涉及到模具系统。

模具是决定产品形状的关键因素，膨胀机通过模具系统将加热后的原料挤压成所需的形状。

模具的设计和制造需要考虑原料的特性、产品的结构和尺寸等因素，以确保产品的质量和精度。

总的来说，膨胀机的工作原理是通过加热和压力对热塑性材料进行加工，实现产品的成型。

加热系统、压力系统和模具系统是膨胀机工作原理的关键组成部分，它们共同作用，确保产品的加工质量和效率。

在实际应用中，需要根据不同的材料和产品要求，合理调整膨胀机的工作参数，以获得最佳的加工效果。

透平膨胀机培训资料最新版

精品天然气透平膨胀机培训教程四川空分设备（集团）有限责任公司2010年 04月第一部分基础理论简介一、概述目前低温技术应用非常广泛，从航天到超导，从气体分离到能量回收等，而低温能量的获得主要靠气体的膨胀，特别是气体的等熵绝热膨胀，透平膨胀机则是实现这一膨胀的有效设备，现已广泛用到气体液化分离、能量综合利用等方面。

二、膨胀机的形式1、活塞式膨胀机：通称容积型，其特点是适宜于小流量、高压力、大膨胀比工况；缺点是复杂、体积大、易损件多、操作维护复杂。

2、透平膨胀机：通称速度型，其特点是转速高、体积小、重量轻、结构简单、易损件少、因而制造维修工作量小，适宜于大流量、中高压力而初温较低。

按工作原理分：1）冲动式：膨胀过程几乎完全在静止的喷嘴中进行；2）反作用式：膨胀过程不仅在静止的喷嘴中进行，还在叶轮中进一步膨胀。

按气流流流动方向分：1）径流式：气体在垂直于旋转轴的平面内沿半径方向流动；2）轴流式：气体沿着平行于工作轮旋转轴方向流动；3）径轴流式：气体由径向流入工作轮而由轴向流出。

4）透平膨胀机基本结构及工作原理1）基本结构膨胀机由通流部分、制动器及机身三部分组成膨胀机通流部分：蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器制动器：1）压缩机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳2）风机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳3）电机或油制动器机身：支撑和隔热作用3、工作原理1）气体在喷嘴中流动设置喷嘴的目的是使气流的动力能转变为气流的速度能并且使气流降温，在喷嘴前后存在着压差，这些压差推动着气流流动。

当气流通过喷嘴时由于减压膨胀而使焓值降低，即使压力、温度下降，这些焓降转变成气流的动能，使在喷嘴出口处气流获得巨大的速度，因此喷嘴主要解决的问题是保持合理的形状以减小各种损失。

喷嘴在结构上可分为三段：即进口段、主体段、出口段主体段又可分为2类：渐缩喷嘴（当喷嘴出口马赫数小于等于1）缩放喷嘴（当喷嘴出口马赫数大于1）2）气体在工作轮中的流动（反动式透平膨胀机）工作轮的作用：（1）把喷嘴出来的高速气体的动能，通过工作轮转化为机械能并由主轴外输出做功，以降低内能使温度进一步降低。

膨胀机

活塞膨胀机使气体在可变容积中膨胀，输出外功制冷的膨胀机(通常由电动机制动吸收外功)。这种膨胀机分立式和卧式两种。采用较多的是立式结构(图2[立式活塞膨胀机的结构示意图]),曲轴、连杆、十字头、活塞、进气阀和排气阀等是运动件，分别装在机身、气缸和中间座中,其作用近似于往复活塞压缩机,但其进、排气阀系借进、排气凸轮定时启闭。活塞膨胀机由于存在进、排气阀流动阻力、不完全膨胀、摩擦热、外热与内部热交换等引起的冷量损失，一般绝热效率为：高压膨胀机65～85ห้องสมุดไป่ตู้，中压膨胀机60～70％。20世纪50年代相继出现的不用凸轮传动机构的无阀和单阀膨胀机，减少了膨胀机的运动件，提高了机器运转可靠性，已在小型深低温设备上得到广泛的应用。60年代，采用加填充剂的聚四氟乙烯密封元件代替用油润滑的金属制密封元件，避免润滑油带入深低温精馏区或液化区，保证了安全。
工作过程图1 [在温-熵(-)图上表示等熵膨胀过]-)图上表示等熵膨胀过" class=image>[程]表示压缩气体从高压1、温度 T1状态在膨胀机中作等熵（S＝常数）膨胀至低压p2，从点 1沿等熵线与2等压线交于点2。点2的温度T2 即为等熵膨胀后的温度。其温差为ΔT=T1-T2,相应等熵焓降为Δ=1-2。在等熵膨胀过程中,气体有部分内能转化为功,同时为克服分子间的吸引力而使分子动能减少，从而降低了气体温度。但在实际工作过程中，因为有若干能量损失，气体膨胀时不可能达到状态 2，而只能达到状态2，其实际温差为△＝1-[t2]，相应实际焓降为 △＝1-，故绝热效率是指膨胀机在膨胀过程中实际焓降与等熵焓降之比，即S=△/△=(1-)/(1-2)绝热效率越高，越接近于等熵膨胀过程。一般膨胀机绝热效率为60～85％。
透平膨胀机以气体膨胀时速度能的变化来传递能量的膨胀机。这种膨胀机有单级和双级立式和卧式冲动式和反动式之分。一般采用单级向心径流反动式(图3[透平膨胀机的结构示意图]),传出的外功由发电机、鼓风机或油制动器所吸收。它近似于单级离心压缩机，但具有调节进气量用的（可调叶片）导流器。低速轴承用油强制润滑，高速的采用气体轴承。透平膨胀机由于有喷嘴损失、叶轮损失、余速损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失、窜流损失和外热侵入损失,一般绝热效率为:中压膨胀机65～75％，低压膨胀机75～85％。60年代已制成带液膨胀机，大多用于天然气分离设备�

制氧初级工题库四

制氧初级工题库四1问答题溶液可由哪几种方法生成？答案：可由两种或两种以上的液体混合、固体溶解于液体、气体溶解于液体等方法生（江南博哥）成。

2、判断题节流阀前是气态状态，节流后会产生部分液体。

答案：对3、单选在氧气生产现场，施工动火必须严格遵守〃动火许可证〃制度，空气中氧含量大于，不得（）动火。

A、21%%B s23%C x25%D、28%答案：B4、单选如果压缩机不进行冷却，对外没有散热，称为（）A.温度不变B.压力不变C.绝压压缩D.绝热压缩答案：D5、多选透平膨胀机密封气的主要作用是（），如果密封气压力低会造成（）。

A、防止油进入气侧，气侧保持平衡，减少泄漏；B、低转速下轴承难以形成良好的油膜，导致润滑不良，损坏轴承；C、设置低转速停车连锁，开车过程尽快开大喷嘴，关小增压回流；D、连锁停油泵，膨胀机自停。

答案：A,D6、问答题计算题：在一个容积为5m3的贮气罐中，盛有压力为120kPa（A）的氮气6.785kg,试求其比容为多少？答案：解：因为V=5m3G=6.785kg比容v=V∕G=5÷6785=O7369m3∕kg答：该氮气的比容为0.7369m3∕kg o7、多选提取稀有气体的基本方法有（）。

A、精储法；B、吸附法;U分凝法；D、催化反应法。

答案:A z B z C z D8、判断题退火的工艺过程是由加热、保温和冷却三个部分组成。

答案：对9、判断题混合气体不适应于理想气体各有关定律。

答案：错10、单选物体吸热与放热取决于（）A.温度是否变化B.焙是否变化C.嫡是否变化D.内能是否变化答案：CI1判断题离心式氧压机停止后，应迅速停止油泵。

答案：对12、问答题乙快为什么不能在可逆式换热器内自清除？答案：空气中的乙焕在可逆式换热器内能否自清除，要看乙焕能否在其中析出，也就是空气的温度是否降低到乙焕分压力对应的饱和温度。

由于乙快在空气中含量极少，约占0.1PPM,即使经空压机压缩至0.6MPa（绝对压力），其分压也远远低于乙块的三相点压力，相应的凝固温度在-176。

机械工业部标准JB

机械工业部标准JBJBT74-1994 管路法兰.技术条件JBT75-1994 管路法兰.类型JBT79.1-1994 凸面整体铸钢管法兰JBT79.2-1994 凹凸面整体铸钢管法兰JBT79.3-1994 榫槽面整体铸钢管法兰JBT79.4-1994 环连接面整体铸钢管法兰JBT81-1994 凸面板式平焊钢制管法兰JBT82.1-1994 凸面对焊钢制管法兰JBT82.2-1994 凹凸面对焊钢制管法兰JBT82.3-1994 榫槽面对焊钢制管法兰JBT82.4-1994 环连接面对焊钢制管法兰JBT83-1994 平焊环板式松套钢制管法兰JBT84-1994 凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰JBT85-1994 翻边板式松套钢制管法兰JBT86.1-1994 凸面钢制管法兰盖JBT86.2-1994 凹凸面钢制管法兰盖JBZ338.1-88 工艺管理导则JB308-75 机械工业部标准阀门型号编制方法JBT450-1992 PN16.0～32.0MPa 锻造角式高压阀门、管件、紧固件技术条件JB-TQ780-89 吸收式冷水机组产品质量分等JB-TQ781-89 中、小型组合冷库产品质量分等JB-TQ799－89 活塞式冷水机组JBTQ780-89 吸收式冷水机组产品质量分等JBTQ781-89 冷库产品质量分等JBT832-1998 湿热带型高压电器JBT1035-2002 铜焊工考试规则JB1092-1991 O型真空用橡胶密封圈型式及尺寸JBT 1118-2001 F1型浮阀JBT 1119-1999 卡子JBT 1120-1999 双面可拆连接件JBT 1212-1999 圆泡帽JBT1472-1994 泵用机械密封JB1580-75 铝制焊接容器技术条件JBT1615-1991 锅炉油漆和包装技术条件JBT1619-2002 锅壳锅炉本体制造技术条件JBT1620-1993 锅炉钢结构技术条件JBT1728-1991 止退垫圈JB1811-92 压缩气体标准电容器JBT2104-2002 油压千斤顶JB2171-1985 额定电压450、750V及以下农用直埋铝芯塑料绝缘塑料护套电线JBT2231.1-1999 往复活塞压缩机零部件第1部分：轴、销外径尺寸JBT2231.2-1999 往复活塞压缩机零部件第2部分：气缸直径JBT2231.3-1999 往复活塞压缩机零部件第3部分：薄壁轴瓦JBT2231.4-1999 往复活塞压缩机零部件第4部分：环状阀片JBT2231.5-1999 往复活塞压缩机零部件第5部分：气阀安装尺寸JBT2236-91 往复活塞压缩机连杆小头衬套JB2400 抄表、报警及访客对讲系统图JB2400F 小区副管理机使用说明JBT2436.1-1992 导线用铜压接端头0.5～6.0mm2导线用铜压接端头JBT2436.2-1994 导线用铜压接端头13～300mm2导线用铜压接端头JB2536-85 压力容器油漆运输包装JBT2549-94 铝制空气分离设备制造技术规范JBT2589-1999 容积式压缩机型号编制方法JBT2728.1-1996 电机用气体冷却器一般规定JBT2728.2-1996 电机用气体冷却器绕簧式气体冷却器技术要求JBT2728.3-1996 电机用气体冷却器绕片式气体冷却器技术要求JBT2728.4-1996 电机用气体冷却器挤片式气体冷却器技术要求JBT2728.5-1996 电机用气体冷却器穿片式气体冷却器技术要求JBT2769-1992 PN16.0-32.0 MPa 螺纹法兰JBT2772-1992 PN16.0～32.0MPa盲板JB2783-1992 燃气轮机型号编制方法JBT2833-1992 通风槽钢JB2835-79 低温钢焊条JBT2841-93 控制气体发生装置基本技术条件JBT2901—92 汽轮机防锈技术条件JBT2902-93 一般往复活塞高压氧气压缩机技术条件JB-T2932-1999 水处理设备技术条件JBT3016-2004 滚动轴承包装箱技术条件JBT3085-1999 电力传动控制装置的产品包装及运输规程JB3144-82 锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤JBT3165-1999 离心和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验JB3223-83 焊条质量管理规程JBT3223-1996 焊接材料质量管理规程JBT3322-2002 信号继电器JB3336-83 电站设备自动化装置通用技术条件JBT3356-92 低温液体容器基本参数JBT3356.1-1999 低温液体容器性能试验方法JB3375-2002 锅炉原材料入厂检验是新版本JBT3752.1-1999 低压成套开关设备和控制设备产品型号编制方法第一部分：低压成套开关设备JBT3752.2-1999 低压成套开关设备和控制设备产品型号编制方法第二部分：电控设备JBT3770-2000 落地砂轮机JBT3778-2002 延时中间继电器JBT3837-1996 变压器类产品型号编制方法JB3855-1996 3.6～40.5 kV户内交流高压真空断路器JBT3907-1999 按钮开关JBT3908-1999 信号灯JB3965-85 钢制压力容器磁粉探伤JBT4003-2001 电机用电刷JBT4036-2004 滚动轴承运输用托盘和大木箱JBT4113-1995 整体齿轮增速组装型离心式空气压缩机JBT4119-91 制冷用电磁阀JBT4155-1999 气体氮碳共渗JBT4223-94 车装容积式空气压缩机机组技术条件JBT4253-2002 一般用喷油滑片空气压缩机JBT4254-99 液态密封胶JBT4261-1999 低压成套开关设备和控制设备辅件术语JBT4263-2000 交流传动矿井提升机电控设备技术条件JBT4266-99 弧形筛网JBT4316.1-1999直齿端齿盘系列参数和尺寸JBT4328.5-1999 电工专用设备焊接件通用技术条件JBT4328.9-1999 电工专用设备涂漆通用技术条件JBT4334-92 静压空气轴承透平膨胀机技术条件JBT4359-1994 一般用途轴流式压缩机JBT4362 电站轴流式通风机JB4420-89 锅炉焊接工艺评定JBT4700-2000 压力容器法兰分类与技术条件JBT4701-2000 压力容器法兰-甲型平焊法兰JBT4702-2000 压力容器法兰--乙型平焊法兰JBT4703-2000 压力容器法兰--长颈对焊法兰JBT4704～07-2000 非金属软垫片JB4708-2000 钢制压力容器焊接工艺评定JB4708-2005 承压焊接工艺评定JB4709-2000 钢制压力容器焊接工艺规程JB4710-92 钢制塔式容器JB4710-2005 钢制塔式容器JBT4711-2003 压力容器涂敷与运输包装JB4712-92 鞍式支座JBT4713-1992 腿式支座JBT4714-92 浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数JBT4715-92 固定管板式换热器型式与基本参数JBT4716-92 立式热虹吸式重沸器型式与基本参数JBT4717-92 U形管式换热器型式与基本参数JBT4718-92 管壳式换热器用金属包垫片JBT4719-92 管壳式换热器用缠绕垫片JBT4720-92 管壳式换热器用非金属垫片JB4721-92 外头盖侧法兰JBT4722-92 管壳式换热器用螺纹换热管基本参数和技术条件JBT4723-92 不可拆式螺旋板换热器型式与基本参数JBT4724-1992 支承式支座JBT4725-1992 耳式支座JB4726~4728-2000 压力容器用钢锻件JB4727-2000 低温压力容器用低合金钢锻件JB4730-2005 承压设备无损检测JB4730.1—2005 通用要求JB4730.2—2005 射线检测JB4730.3—2005 超声检测JB4730.4—2005 磁粉检测JB4730.5—2005 渗透检测JB4730.6—2005 涡流检测JB4730.1~6—2005 标准释义JB4731-2005 钢制卧式容器JB4732-1995 钢制压力容器分析设计标准JBT4734-2002 铝制焊接容器JB4734 附录B铝容器焊接工艺评定JBT4735-1997 钢制焊制常压容器JBT4736-2002 补强圈JB4737-95-T 椭圆形封头JBT4740-97 空冷式换热器型式与基本参数JB4741~4743-2000 压力容器用镍铜合金JB4744-2000 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验JBT4745-2002 钛制焊接容器JBT4746-2002 钢制压力容器用封头JBT4747-2002 压力容器用钢焊条订货技术条件JBT4748-2002 压力容器用镍及镍基合金爆炸复合钢板JBT4750-2003 制冷装置用压力容器JBT4751-2003 螺旋板式换热器JBT4781-2005 液化气体罐式集装箱JBT5000.10-1998重型机械通用技术条件装配JBT5219-91 工业热电偶型式、基本参数及尺寸JBT5263-2005电站阀门铸钢件技术条件JBT5263-2005电站阀门铸钢件技术条件JB5275-1991 Y—W及Y—WF系列、户外及户外化学防腐蚀型三相异步电动机技术条件(机座号80～315) JBT5285-2001 真空净油机JBT5323-1991 立体仓库焊接式钢结构货架技术条件JB5330-1991 振动源三相异步电动机技术条件(激振力1～140 kN)JB5442-1991 压缩机重要零件的磁粉探伤JB5346-1998 串联电抗器JBT5446-1999 活塞式单机双级制冷压缩机JBT5777.2-2002 电力系统二次电路用控制及继电保护屏(柜、台 )通用技术条件JBT5811-1991 交流低压电机成型绕组匝间绝缘试验方法及限值JBT5872-1991 高压开关设备电气图形及文字符号JB5877-1991 低压固定封闭式成套开关设备（有新版，但我没有电子版的，这个仅提供参考。

液氢的生产及应用

液氢的生产及应用o引言氢是一种理想的清洁能源。

当前要紧用作运载火箭的推进剂，在不久的将来，氢将成为飞机、汽车甚至家用燃料。

氢还是一种能量转换与能量贮存的重要载体。

氢作为燃料或者作为能量载体，较好的使用与贮存方式之一是液氢。

因此液氢的生产是氢能开发应用的重要环节之一。

本文着重讨论液氢的生产问题。

氢气的转化温度很低，最高为20.4k，因此只有将氢气预冷却到该温度下列，再节流膨胀才能产生冷效应。

这一特性对氢气的液化过程会产生一定的困难。

氢分子由两个氢原子构成，由于两个原子核自旋方向不一致，存在着正、仲两种状态。

正氢（o-h2）的两个原子核自旋方向相同，仲氢（p-h2）的两个原子核自旋方向相反。

正、仲态的平衡构成随温度而变，在不一致温度下处于正、仲平衡构成状态的氢称之平衡氢（e一h2）。

表1列出了不一致温度时平衡氢中仲氢的浓度。

常温时，含75％正氢与25％仲氢的平衡氢，称之正常氢或者标准氢（n-h2）。

高温时，正仲态的平衡构成不变；低于常温时，正一仲态的平衡构成将随温度而变。

温度降低，仲氢浓度增加。

在液氢的标准沸点时，仲氢浓度为99.8％。

在氢的液化过程中，如不进行正一仲催化转化，则生产出的液氢为正常氢，液态正常氢会自发地发生ie仲态转化，最终达到相应温度下的平衡氢，氢的正。

仲转化是一放热反应，正常氢转化成相同温度下的平衡氢所释放的热量见表2。

由表2可见，液态正常氢转化时放出的热量超过气化潜热（447kl/kg）。

由于这一原因，即使将液态正常氢贮存在一个理想绝热的容器中，液氢同样会发生气化；在开始的24小时内，液氢大约要蒸发缺失18％，100小时后缺失将超过40％。

只是这种自发转化的速率是很缓慢的，为了获得标准沸点下的平衡氢，即仲氢浓度为99.8％的液氢，在氢的液化过程中，必需进行数级正。

仲催化转化。

1氢液化循环由于氢的临界温度与转化温度低，汽化潜热小，其理论最小液化功在所有气体当中是最高的，因此液化比较困难。

透平膨胀机培训

一、反动式透平膨胀机：工质在工作轮中膨胀的程度称为反动度。具有一定反动度的透平膨胀机就称反动式透平膨胀机。
冲动式透平膨胀机：反动度很小甚至接近于零，工作轮基本上由喷嘴出口的气流推动而转动，并对外做功，这种透平膨胀机称为冲动式透平膨胀机。
二、根据工质在工作轮中流动的方向，透平膨胀机可分为径流式、径-轴流式和轴流式。
五、按照透平膨胀机轴承的不同形式，可分为油轴承透平膨胀机、气体轴承透平膨胀机和磁轴承透平膨胀机等。
1、气体在蜗壳中的流动：进入蜗壳的介质速度较小，蜗壳一般设计成无能量转换型，只是将气流均匀地分配并导入喷嘴环，起导向作用。圆形和矩形截面使用的较多，其他还有梯形、三角形截面。
2、气体在喷嘴中的流动：在透平膨胀机中为了使工作轮能有效地获得尽可能大的动量矩。喷嘴总是按圆周分布、且有一定的倾斜角。气体在喷嘴中完成的能量转换约占总量的50%左右，它是膨胀机的重要部件之一。
➢ 活塞式膨胀机是利用工质在可变容积中进行膨胀输出外功，也称容积型膨胀机。工质在汽缸内推动活塞输出外功，同时本身内能降低。
➢ 透平膨胀机是利用工质在流道中流动时速度的变化来进行能量转换，也称速度型膨胀机。工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。
如果工作轮叶片两侧有轮盘和轮盖，则称为闭式工作轮。没有轮盖只有轮盘的则称为半开式工作轮。轮盖和轮盘都没有的（轮盘只有中心部分）称为开式工作轮。
三、按照工质在膨胀过程所处的状态，膨胀机可分为气相透平膨胀机和两相透平膨胀机。
四、按照透平膨胀机制动方式，可分为风机制动透平膨胀机、增压机制动透平膨胀机、电机制动透平膨胀机和油制动透平膨胀机。

气体液化

之所以气体有5→1的吸热能力，是因为 1→2过程放了热量，我们所做的只是让气体在较高温度时把热量放出，再在较低温度时吸收热量完成循环。因而1→2 过程是不能省略的，这个过程获得了冷量，5→1通过节流方法利用了冷量。
膨胀制冷与克劳特液化循环
气体的等熵膨胀是用膨胀机来实现的。膨胀过程进行很快，外界没有能量输入，理想情况下可以看成是绝热过程，气体对叶轮做功，这就需要消耗气体的内能，从而气体的温度必然降低。因此，膨胀机膨胀时，气体的温度降低不仅是因为压力降低，造成分子位能增加，而使分子动能减少引起的，更主要的是由于对外做功造成的，所以温降的效果比节流大得多。
思考实际循环空气的液化用到了那些部件？为什么空分常用低压精馏？
节流阀与膨胀机的用处虽然膨胀机比节流的降温效果要好得多，但是，膨胀机内不允许出现液体，否则对叶片损伤较大；而节流阀结构以及操作都比膨胀机简单的多，且低温时节流能力损失较少。因此，节流阀在空分中应用也很多，比如下塔液空、液氮入上塔均采用节流阀。节流效果与节流时的温度以及节流前后压差影响，节流前温度越低，相同节流压差时，节流温度降低越大；节流压差越大，相同节流前温度时，节流温差越大，但不可逆损失加大，不经济。膨胀机之所以要关注膨胀前温度和压力、膨胀后温度和压力，是因为这些参数可以计算膨胀机制冷量以及膨胀机效率。我们不管具体的计算，定性上分析这些参数对膨胀机制冷量的影响，那么在实际操作中通过比较也可以看出制冷量变大还是变小。膨胀量越大，总制冷量也越大；进出口压力一定时，机器前温度越高，膨胀制冷量越大（但膨胀后温度也会升高）；机前温度一样机后压力一样，机前压力越高单位制冷量越大，这也是增压机的作用；机后压力越低，单位制冷量越大，受下塔压力确定，故增大膨胀比（但有一定限制，一般取15%~25%）可以增加制冷量；膨胀机效率。