Rozkład temperatury wewnętrznej płytowego wymiennika ciepła w układzie skraplania

Rozkład temperatury wewnętrznej płytowego wymiennika ciepła w układzie skraplania:
1) Cykl rozprężania azotu: różnica temperatur wymiany ciepła na dwóch końcach i w środkowej części wymiennika ciepła jest bardzo mała, a różnica temperatur wymiany ciepła w innych częściach jest duża. Istnieją jednak pewne wymagania dotyczące minimalnej różnicy temperatur wymiany ciepła w konstrukcji wymiennika ciepła, która nie może być zbyt mała. Ogólnie rzecz biorąc, rozkład różnicy temperatur wymiany ciepła jest nierównomierny, różnica temperatur jest duża, a nieodwracalne straty są duże, więc zapotrzebowanie na moc na wale odpowiedniej sprężarki będzie większe;
2) Cykl rozprężania azotu i metanu: wydajność chłodzenia w niskotemperaturowej części wymiennika ciepła zapewnia zawór dławiący. Mieszalnik azotu i metanu dławi się i schładza. Ze względu na dużą zawartość metanu różnica temperatur na zimnym końcu po dławieniu jest niewielka. Po wzroście temperatury metan i azot szybko odparowują, zapewniając dużą wydajność chłodniczą, co powoduje dużą różnicę temperatur w wymienniku ciepła, a odparowany mieszany gaz stale rośnie. Ciepło jawne jest wykorzystywane do zapewnienia wydajności chłodniczej w instalacjach wysokociśnieniowych ciekły gaz ziemny i różnica temperatur zaczyna działać. Po obniżeniu jej do określonej wartości, zimny płyn miesza się z gazem o niskiej temperaturze na wylocie rozprężacza, aby w dalszym ciągu zapewniać wydajność chłodzenia systemu. Minimalna różnica temperatur wewnątrz chłodni występuje na najgorętszym, najzimniejszym końcu i na zbiegu płynu dławionego i płynu rozprężnego. Co więcej, średnia różnica temperatur wymiennika ciepła jest również mniejsza niż w cyklu skraplania rozprężającego azotu;
3) MRC: różnica temperatur wymiany ciepła po stronie niskotemperaturowej wewnątrz wymiennika ciepła jest niewielka, a różnica temperatur jest duża, gdy temperatura jest bliska normalnej. Dzieje się tak głównie dlatego, że izopentan zastępuje butan w czynniku chłodniczym. Po schłodzeniu sprężonego mieszanego czynnika chłodniczego wodą morską, izopentan zawarty w czynniku chłodniczym ulega skropleniu do postaci ciekłej. W dławionym mieszanym czynniku chłodniczym izopentan zaczyna odparowywać w wyższej temperaturze, z dużym utajonym ciepłem parowania. Ta część wydajności chłodniczej nie może zostać wykorzystana, gdy gaz ziemny i mieszany czynnik chłodniczy pod wysokim ciśnieniem w strumieniu ciepła są chłodzone, dlatego różnica temperatur wymiany ciepła w tej sekcji jest duża. Jednakże zastosowanie izopentanu zamiast butanu jako czynnika chłodniczego o wysokiej temperaturze wrzenia może nie tylko zmniejszyć zużycie energii, ale także zwiększyć różnicę temperatur wymiany ciepła, co jest bardzo korzystne dla całego systemu;
Wraz ze wzrostem liczby etapów cyklu chłodniczego maleje pobór mocy układu chłodniczego, wzrasta współczynnik chłodzenia i efektywność egzergii, ale wpływ wzrostu liczby etapów na wydajność chłodniczą maleje. Zwiększenie liczby etapów cyklu chłodniczego zwiększy złożoność procesu i zmniejszy funkcjonalność. Optymalne etapy systemów chłodniczych o różnych skalach są różne. Im większa skala, tym więcej jest optymalnych etapów;

MRC obejmuje cykl z chłodzeniem wstępnym i cykl bez chłodzenia wstępnego. Cykl wstępnego chłodzenia obejmuje również wstępne schładzanie czystego czynnika chłodniczego i wstępne schładzanie mieszanego czynnika chłodniczego. Mieszane czynniki chłodnicze w tych cyklach są dzielone na różne etapy. Ciecz oddzielona na każdym etapie jest przechłodzona i dławiona w celu schłodzenia, a oddzielony gaz jest nadal schładzany i oddzielany. Etapy separacji są różne, złożoność procesu jest inna, a wydajność cyklu chłodniczego jest inna;
37. W projektowaniu procesu MRC konieczna jest optymalizacja struktury procesu i dobór odpowiedniego numeru cyklu. MRC obejmuje jednostopniowy MRC, dwustopniowy MRC, trzystopniowy MRC i wielostopniowy MRC. Te cykle chłodnicze są obecnie używane. Różne etapy cyklu chłodniczego, różne zużycie energii chłodniczej i różną złożoność procesu należy wybrać w zależności od różnej skali przetwarzania. Optymalizacja MRC obejmuje optymalizację konstrukcji i optymalizację parametrów procesu;