Применение вихревых газодинамических охладителей в технологиях извлечения редких газов

Abstract

Вихревые трубы по эффективности уступают детандерам, но обладают рядом неоспоримых преимуществ, таких как компактность, надежность, многофункциональность. Несмотря на эти достоинства, существует совсем немного примеров эффективного применения вихревых аппаратов в криогенике. В работе рассмотрены проблемы, сопутствующие созданию вихревых охладителей, предназначенных для установок получения неона и гелия. Переход к низким температурам всегда сопровождается миниатюризацией газодинамических аппаратов. В то же время большинство рекомендаций по проектированию вихревой техники относится к высокорасходным устройствам, которые питаются сжатым воздухом при температуре окружающей среды. По этой причине известные геометрические соотношения не всегда применимы при создании криогенных вихревых установок с малыми диаметрами камеры энергоразделения. Экспериментальным путем изучено влияние масштабного фактора в интервале диаметров меньше 10 мм. Показаны преимущества ступенчатого включения низкотемпературных вихревых труб в схемах сепараторов редких газов. Обосновано использование технологического перепада давлений для питания вихревых криогенераторов.