Криогенные системы. Том 1

Автор: Олег | 27 Июня 2010

А.М. Архаров, И.В. Марфенина, Е.И. Микулин
Криогенные системы
Том 1 - Основы теории и расчёта
1996 г.
В первом томе Криогенных систем приведены: краткая история развития криогенной техники; основные термодинамические понятия и законы; свойства рабочих веществ криогенных систем; описание основных процессов для получения криогенных температур; приведены определения холодопроизводительности и эффективности криогенных систем, а также основные зависимости для их расчета; описаны некоторые циклы криогенных установок; рассмотрены процессы разделения газовых смесей, адсорбция и теплообмен при низких температурах. Объем материала 576 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

	Предисловие	5
Глава 1.	О развитии криогеники	7
1.1.	Что такое криогеника и чем определяется её важнейшее промышленное и научное значение	7
1.2.	Развитие криогеники	8
Глава 2.	Основные термодинамические понятия и законы	18
2.1.	Контрольная система. Параметры и функции состояния. Условия равновесия	18
2.2.	Принцип сохранения массы. Материальный баланс. Стехиометрический принцип.	19
2.3.	Принцип сохранения энергии Энергетический баланс	20
2.4.	Теорема об изменении импульса	23
2.5.	Принцип возрастания энтропии. Уравнение энтропийного баланса. Необратимость и затраты энергии	24
2.6.	Принцип аддитивности энергетических потерь. Термодинамический анализ распределения затрат энергии в криогенных системах	33
2.7.	Принцип однородностей размерностей Фурье. Связь между размерной и безразмерной формами уравнений при описании рабочих процессов. Подобие.	41
2.8.	Термодинамическая (абсолютная) температура Международная практическая температурная шкала.	49
2.9.	Принцип недостижимости нуля термодинамической температуры.	52
2.10.	Основные термодинамические соотношения.	53
Глава 3.	Свойства рабочих веществ криогенных систем.	61
3.1.	Равновесные состояния и фазовые переходы чистых веществ.	61
3.2.	Равновесные состояния и фазовые переходы бинарных систем.	68
3.3.	Идеальное газовое состояние.	72
3.4.	Реальные газы.	83
3.5.	Воздух и основные продукты его разделения. Озон и фтор.	109
3.6.	Водород.	113
3.7.	Гелий-4 и гелий-3.	117
3.8.	Теплофизические свойства твёрдых тел.	125
3.9.	Электрическая проводимость и сверхпроводимость.	139
3.10.	Механические свойства.	149
3.11.	Теплофизические свойства биоматериалов.	154
Глава 4.	Основные процессы для получения низких температур.	157
4.1.	Процессы сопровождающиеся понижением температуры в адиабатных условиях. Холодопроизводящие процессы в циклах.	157
4.2.	Изменение основных термодинамических величин при сжатии реального газа	163
4.3.	Прцесс i = const. Дросселирование.	165
4.4.	Прцесс u= const.	176
4.5.	Прцесс s = const. Равновесное адиабатическое расширение газа. Расширение газа в детандерах.	178
4.6.	Прцесс αSH = const. Выхлоп или свободный выпуск газа из баллона. Процесс впуска.	187
4.7.	Процессы в адиабатной системе с переменной массой	192
4.8.	Расширение газа в адиабатной вихревой трубе Ранка-Хилша	194
4.9.	Процессы волнового расширения газа	199
4.10.	Откачка паров кипящей жидкости	203
4.11.	Процессы охлаждения с использованием рабочей среды в твёрдом состоянии	207
4.12.	Процессы охлаждения основанные на использовании свойств 4He и 3He	225
4.13.	Различные процессы охлаждения.	231
Глава 5.	Идеальные циклы. Холодопроизводительность и эффективность криогенных систем	236
5.1.	Идеальные циклы и процессы	236
5.2.	Классификация криогенных установок и циклов	254
5.3.	Реальные циклы. Холодопроизводительность, потери, эффективность реальных циклов	260
5.4.	Энергетический баланс отдельных ступеней охлаждения	266
Глава 6.	Циклы криогенных установок	278
6.1.	Структура циклов, выбор исходных данных для расчёта	278
6.2.	Циклы с дросселированием	290
6.3.	Детандерные циклы	317
6.4.	Комбинированные циклы с дросселированием и расширением рабочего вещества в детандерах	332
6.5.	Особенности расчёта циклов (процессов) в газоразделительных установках	365
6.6.	Циклы газовых холодильных машин.	374
Глава 7.	Разделение газовых смесей, адсорбция и теплообмен при низких температурах	401
7.1.	Основные термодинамические зависимости при расчёте процесса разделения	401
7.2.	Диаграммы для определения равновесных параметров состояния паровой и жидкой фаз	407
7.3.	Процессы кипения, дистилляции и конденсации бинарной смеси.	413
7.4.	Процесс ректификации бинарной смеси	418
7.5.	Схемы ректификационных колонн для разделения бинарных смесей и воздуха	431
7.6.	Методика термодинамического расчёта ректификационных колонн для разделения бинарной смеси	441
7.7.	Влияние давления в воздухоразделительных колоннах на процесс ректификации	454
7.8.	Термодинамический анализ процесса ректификации бинарной смеси	457
7.9.	Расчёт процесса ректификации тройной смеси O2-Ar-N2	465
7.10.	Процессы сорбции и их применение в криогенной технике	470
7.11.	Разделение газовых смесей на мембранах	507
7.12.	Разделение воздуха на электрохимических мембранах	519
7.13.	Особенности теплообмена в криогенных системах. Теплопроводность.	525
7.14.	Конвективный обмен	533
7.15.	Теплообмен при кипении	539
7.16.	Теплообмен при движении двухфазного потока в каналах.	546
7.17.	Теплообмен в жидком HeII	551
	Список основной литературы	557
	Список дополнительной литературы	557
	Приложение. Диаграммы состояния криогенных веществ	560