МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ГАЗОВЫЕ СМЕСИ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНЫХ КОМПРЕССОРНЫХ ДРОССЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ НА УРОВЕНЬ 65-90 К

Аннотация

Длительное время в СКТБ ФТИНТ НАНУ проводятся работы по созданию компрессорных дроссельных систем охлаждения (КДСО) на температурный уровень 75-90 К с использованием многокомпонентных газовых смесей. Для обеспечения их длительной надежной автономной работы в системах применяются компрессоры без жидкостной смазки полостей сжатия. Это позволяет добиться устойчивой работы дроссельного устройства при криогенных температурах и улучшения характеристик теплообменной аппаратуры. Разработан ряд 2-х и 3-х ступенчатых герметичных поршневых компрессоров со щелевым уплотнением поршней, которые имеют высокие энергетические характеристики при ресурсе активной работы до 10 тыс. часов и более. С использованием таких компрессоров и специально подобранных многокомпонентных смесей в простом регенеративном цикле с однократным дросселированием были получены температуры охлаждения 73 и даже 65 К. При относительно небольшой холодопроизводительности 40–100 Вт в диапазоне температур 80–85 К удельные затраты энергии составили 20–30 Вт/Вт. В статье приведены некоторые результаты расчетных и экспериментальных исследований многокомпонентных газовых смесей для КДСО. На примере газовой смеси для температур криостатирования 80–82 К показано влияние отдельных параметров цикла на эффективность системы. Образование в испарителе двухфазной жидкости обеспечивает стабильность температуры криостатирования, а частичное сжижение смеси до входа в рекуперативный теплообменник — высокую термодинамическую эффективность системы.