Как происходит сжижение воздуха в промышленных масштабах?

Сжижение воздуха в промышленных масштабах происходит в несколько этапов: tantal-d.ru

1. Газовая воздушная смесь проходит очистку от примесей пыли и воды. tantal-d.ru
2. Компрессором нагнетают давление до 250 атм. tantal-d.ru
3. Сжатый воздух охлаждают, потому что в процессе происходит выделение тепла. tantal-d.ru Для этого используют воду. tantal-d.ru
4. После прохождения первого теплообменника газ разделяют на два потока. tantal-d.ru Больший направляется в поршневую машину (детандер). tantal-d.ru Она активизируется благодаря расширению вещества — потенциальную энергию преобразует в механическую. tantal-d.ru За счёт совершения этой работы газ охлаждается. tantal-d.ru
5. Пройдя через второй теплообменник, образовавшиеся капли жидкости накапливаются в термосе. tantal-d.ru

В крупных производственных масштабах поршни заменяют на турбину, так как дросселирование больших объёмов вещества через узкую трубку дорого и энергозатратно. tantal-d.ru

Также существует способ сжижения воздуха с использованием турбины, при котором процесс происходит так: yandex.ru

1. Предварительно освобождённый от водяных паров и углекислоты воздух сжимается компрессором до шести атмосфер. yandex.ru
2. После охлаждения в водяном холодильнике воздух через теплообменник поступает в турбину, где расширяется до одной атмосферы, одновременно охлаждаясь. yandex.ru
3. Расширенный и охлаждённый воздух по трубопроводу поступает в теплообменник, где отдаёт свой холод идущему навстречу ему воздуху, поступающему в турбину. yandex.ru Одновременно часть воздуха направляется в конденсатор. yandex.ru
4. При достижении охлаждения воздуха за турбиной до 124 °С включается компрессор, который дожимает воздух с шести до сорока атмосфер. yandex.ru
5. Сорокаатмосферный воздух охлаждается в водяном холодильнике до температуры 290 °С и по трубе поступает в конденсатор, где уже создана температура, необходимая для сжижения. yandex.ru
6. Сжиженный воздух выпускается из конденсатора через дроссельный вентиль, в котором он дросселируется до шести атмосфер. yandex.ru При дросселировании часть жидкого воздуха испаряется. yandex.ru
7. Жидкая часть воздуха собирается в сборник для вторичного дросселирования с шести до одной атмосферы. yandex.ru При вторичном дросселировании вновь происходит испарение части воздуха. yandex.ru
8. Эта часть по трубопроводу направляется в конденсатор, причём жидкая часть воздуха при давлении в одну атмосферу собирается в сборнике, а готовая к выдаче часть газообразного охлаждённого воздуха возвращается для дальнейшей работы. yandex.ru

Все промышленные установки по сжижению воздуха работают по второму способу, то есть сжижение осуществляется охлаждением с предварительным сжатием. studfile.net В качестве охладителя используется часть сжиженного газа, хотя могут применяться и вспомогательные холодильные машины. studfile.net