Учебник. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. — 582 с.: ил. — ISBN
978-5-7038-3477-0.
Авторы: А.М. Архаров, И.А. Архаров, А.Н. Антонов,
В.Л. Бондаренко, Е.И. Борзенко, И.К. Буткевич, А.В. Буторина, А.П.
Викулов, И.С. Воздвиженский, А.Ш. Кобулашвили, С.Н. Козлов, Н.А.
Лавров, В.П. Леонов, В.А. Матвеев, В.Н. Митрохин, В.Н. Новотельнов,
В.И. Петров, Ю.В. Пешти, В.Б. Полтараус, Б.А. Поляев, Т.М.
Розеноер, М.Ю. Савинов, А.Д. Суслов, В.П. Харитонов, Д.И. Цыганов.
Приведены методы расчета и конструирования криогенных машин,
безмашинных криогенераторов и криоинструментов, наиболее широко
применяемых в низкотемпературной технике. Рассмотрены поршневые и
лопастные машины, предназначенные как для криогенерации (детандеры,
криогенные газовые машины), так и для циркуляции криоагента
(насосы), а также криогенные аппараты, реализующие струйный,
вихревой, пульсационный, волновой и магнитокалорический эффекты при
получении холода.
Приведены расчеты и конструкции специфических криогенераторов и криоинструментов, используемых в криохирургии. Рассмотрены процессы, происходящие в машинах и аппаратах, работающих в двухфазной области параметров состояния криоагентов. Содержание учебника соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям «Холодильная, криогенная техника и кондиционирование» направления подготовки «Энергомашиностроение» и « Техника и физика низких температур» направления подготовки «Техническая физика». Предисловие.
Список основных сокращений.
Области применения криогенных и низкотемпературных машин
Назначение криогенных и низкотемпературных машин.
Основные этапы развития криогенных и низкотемпературных машин.
Определение рациональной области применения расширительных машин.
Особенности основных рабочих процессов расширительных машин
Изменение параметров рабочего тела в полости низкотемпературной расширительной объемной машины.
Особенности процесса расширения рабочего тела в двухфазной области параметров состояния.
Истечение газов. Газодинамические функции.
Поршневые криогенные и низкотемпературные детандеры
Устройство, действие и классификация поршневых детандеров.
Основные определения. Индикаторная диаграмма поршневого детандера.
Энергетический баланс. Потери холодопроизводительности вследствие «производства» энтропии в рабочих процессах. Оценка эффективности поршневого детандера.
Действительный цикл поршневого детандера. Влияние реальных свойств криоагента.
Алгоритм теплового расчета адиабатного поршневого детандера.
Динамические характеристики поршневого детандера.
Поршневое уплотнение.
Механизм газораспределения.
Отбор и утилизация энергии расширения газа. Защита от разгона.
Основные конструктивные особенности воздушных, водородных и гелиевых поршневых детандеров.
Особенности эксплуатации и автоматизации поршневых детандеров.
Криогенные турбодетандеры
Области применения турбодетандеров. Схема, основные понятия.
Расчет процесса в турбодетандере.
Оптимизация параметров турбинной ступени.
Термодинамический расчет газовой турбины. Определение геометрических и режимных параметров.
Сопловые аппараты турбинной ступени.
Профилирование элементов турбинной ступени.
Определение параметров турбодетандеров при нерасчетных режимах.
Конструкции турбодетандеров.
Системы подвески ротора. Основы динамики турбодетандеров.
Криогенные газовые машины
Принцип действия и классификация.
Принципиальные схемы КГМ.
Циклы и особенности рабочего процесса.
Развитие теории и методов расчета КГМ.
Гидродинамическая модель КГМ. Расчет индикаторных диаграмм полостей.
Аппараты внешнего теплообмена.
Конструкции и тепловой расчет регенераторов.
Последовательность расчета КГМ.
Рекомендации по оптимизации машин.
Многоступенчатые КГМ и особенности их расчета.
Конструкции КГМ.
Безмашинные криогенераторы
Эжекторы.
Вихревые трубы.
Пульсационные криогенераторы.
Магнитокалорические криогенераторы.
Волновые криогенераторы.
Медицинские криогенераторы и криоинструменты для хирургии.
Криогенные насосы
Криогенные центробежные насосы.
Поршневые насосы.
Насосы для жидкого гелия.
Литература
Приведены расчеты и конструкции специфических криогенераторов и криоинструментов, используемых в криохирургии. Рассмотрены процессы, происходящие в машинах и аппаратах, работающих в двухфазной области параметров состояния криоагентов. Содержание учебника соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям «Холодильная, криогенная техника и кондиционирование» направления подготовки «Энергомашиностроение» и « Техника и физика низких температур» направления подготовки «Техническая физика». Предисловие.
Список основных сокращений.
Области применения криогенных и низкотемпературных машин
Назначение криогенных и низкотемпературных машин.
Основные этапы развития криогенных и низкотемпературных машин.
Определение рациональной области применения расширительных машин.
Особенности основных рабочих процессов расширительных машин
Изменение параметров рабочего тела в полости низкотемпературной расширительной объемной машины.
Особенности процесса расширения рабочего тела в двухфазной области параметров состояния.
Истечение газов. Газодинамические функции.
Поршневые криогенные и низкотемпературные детандеры
Устройство, действие и классификация поршневых детандеров.
Основные определения. Индикаторная диаграмма поршневого детандера.
Энергетический баланс. Потери холодопроизводительности вследствие «производства» энтропии в рабочих процессах. Оценка эффективности поршневого детандера.
Действительный цикл поршневого детандера. Влияние реальных свойств криоагента.
Алгоритм теплового расчета адиабатного поршневого детандера.
Динамические характеристики поршневого детандера.
Поршневое уплотнение.
Механизм газораспределения.
Отбор и утилизация энергии расширения газа. Защита от разгона.
Основные конструктивные особенности воздушных, водородных и гелиевых поршневых детандеров.
Особенности эксплуатации и автоматизации поршневых детандеров.
Криогенные турбодетандеры
Области применения турбодетандеров. Схема, основные понятия.
Расчет процесса в турбодетандере.
Оптимизация параметров турбинной ступени.
Термодинамический расчет газовой турбины. Определение геометрических и режимных параметров.
Сопловые аппараты турбинной ступени.
Профилирование элементов турбинной ступени.
Определение параметров турбодетандеров при нерасчетных режимах.
Конструкции турбодетандеров.
Системы подвески ротора. Основы динамики турбодетандеров.
Криогенные газовые машины
Принцип действия и классификация.
Принципиальные схемы КГМ.
Циклы и особенности рабочего процесса.
Развитие теории и методов расчета КГМ.
Гидродинамическая модель КГМ. Расчет индикаторных диаграмм полостей.
Аппараты внешнего теплообмена.
Конструкции и тепловой расчет регенераторов.
Последовательность расчета КГМ.
Рекомендации по оптимизации машин.
Многоступенчатые КГМ и особенности их расчета.
Конструкции КГМ.
Безмашинные криогенераторы
Эжекторы.
Вихревые трубы.
Пульсационные криогенераторы.
Магнитокалорические криогенераторы.
Волновые криогенераторы.
Медицинские криогенераторы и криоинструменты для хирургии.
Криогенные насосы
Криогенные центробежные насосы.
Поршневые насосы.
Насосы для жидкого гелия.
Литература