Аматорский клуб криофизиков ЭФФЕКТ Плюс

Чем же объясняется резкое повышение КПП турбодетандера (на 15-20%, которых не хватало), достигнутое Капицей? Очевидно, что тут дело было не в частных усовершенствованиях, а в Принципиальном изменении.

Чтобы разобраться, в чем здесь дело, посмотрим, как устроен турбодетандер внутри (рис. 8.1). Как и у всякой турбины, в. нем имеется расположенный по периферии неподвижный направляющий аппарат и помещенное внутри него вращающееся рабочее колесо. В направляющем аппарате по окружности расположены сопла, где, расширяясь, поток рабочего тела. Разгоняется и приобретает определенную скорость.

Что касается установок для получения жидких кислорода или азота, то они строились только по классическим схемам высокого давления с громоздкими поршневыми машинами и химической очисткой воздуха.

Турбодетандер (второе принципиальное усовершенствование разделения воздуха) был старой мечтой специалистов по низким температурам. Идея применить турбомашину для расширения и охлаждения воздуха была предложена уже давно (Л. Рэлеем, 1898 г.). Поршневой детандер, впервые доведенный в начале нашего века Клодом до уровня надежно работающего устройства, не годился для переработки больших количеств воздуха. Как и всякая поршневая машина, он был хорош при малой производительности, но делался громоздким и неэффективным при большой.

Однако дело не ограничилось только улучшением теплообмена. Оказалось, что регенераторы Френкля обладали еще одним важнейшим достоинством - они могли очищать воздух от примесей водяного пара и углекислого газа. Эти примеси в свое время причинили много неприятностей К. Линде. Они замерзали в теплообменнике и вентилях, забивали ректификационную колонну. Аппарат периодически приходилось отогревать, чтобы удалить из него вредные примеси.