Аматорский клуб криофизиков ЭФФЕКТ Плюс

Четвертый (и последний) научный комментарий. Нельзя ли найти путь существенного повышения КПД дроссельных систем? Это считалось в принципе невозможным без использования дополнительного охлаждения (как это сделал Линде) или детандера (как сделал Клод). Без этого разность температур на холодном конце теплообменника неизбежно должна быть больше, чем на его теплом конце.

Если расхождение температур на холодном конце теплообменника неизбежно следует из свойств рабочего тела, то, казалось бы, изменить тут ничего невозможно, ибо, как справедливо сказал А. Эйнштейн, "обмануть природу нельзя". Скептики (и лентяи) очень любят это изречение, но они обычно не знают (или опускают) вторую его часть: "...но договориться с ней можно". Естественно, такой договор может быть заключен только при соблюдении ее законов. В каждом случае при решении новой инженерной задачи нужно найти тот самый закон, который позволит "договориться с природой" так, чтобы обойти трудности и получить нужный результат.

В середине 60-х годов группе сотрудников Московского энергетического института (МЭИ) и Института микрокриогенной техники в Омске удалось это сделать. Мысль о том, как обойти неблагоприятное отношение теплоемкостей Срт И Срп появилась в процессе экспериментов с дроссельными системами, где рабочими телами были не Чистые вещества, А их смеси. Ведь можно подобрать состав рабочего тела так, чтобы оно в прямом потоке не только охлаждалось, но и частично конденсировалось, а в обратном не только нагревалось, но и испарялось.

В этом случае жидкость образуется не при дросселировании, а раньше, в теплообменнике, как показано на полосовом графике рис. 8.7. Это является главным отличием, которое связано с тем, что теперь в теплообменнике от прямого потока отбирается не только тепло, определяемое его охлаждением, но и тепло конденсации RKm. Соответственно обратному потоку передается и тепло Гкп, Связанное с его испарением. Между ними существует связь, обратная той, которая существует между теплоемкостями. Если Срт > срп, То rрm < rип. Другими словами, теплота парообразования (а следовательно, и конденсации) тем меньше, чем выше давление.