Plokštelinio pelekinio šilumokaičio vidinės temperatūros pasiskirstymas suskystinimo sistemoje

Plokštelinio pelekinio šilumokaičio vidinės temperatūros pasiskirstymas suskystinimo sistemoje:
1) Azoto plėtimosi ciklas: šilumos mainų temperatūros skirtumas šilumokaičio galuose ir vidurinėje dalyje yra labai mažas, o kitose dalyse – didelis. Tačiau šilumokaičio konstrukcijai keliami tam tikri minimalaus šilumos perdavimo temperatūros skirtumo reikalavimai, kurie negali būti per maži. Apskritai šilumos mainų temperatūros skirtumo pasiskirstymas yra netolygus, temperatūros skirtumas yra didelis, o negrįžtami nuostoliai dideli, todėl atitinkamo kompresoriaus veleno galios poreikis bus didesnis;
2) Azoto-metano plėtimosi ciklas: žemos temperatūros šilumokaičio dalies aušinimo pajėgumą užtikrina droselio vožtuvas. Azoto ir metano maišytuvas droseliuojasi ir atvėsta. Dėl didelio metano kiekio temperatūros skirtumas šaltajame gale po droselio sumažinimo yra mažas. Temperatūrai pakilus, metanas ir azotas greitai išgaruoja, užtikrindami didelį aušinimo pajėgumą, dėl kurio šilumokaityje susidaro didelis temperatūros skirtumas, o išgaravusių dujų mišinys toliau kyla. Jaučiama šiluma naudojama aukšto slėgio suskystintų gamtinių dujų aušinimo pajėgumui užtikrinti, ir temperatūros skirtumas pradeda veikti. Kai temperatūra sumažinama iki tam tikros vertės, šaltas skystis plėtimosi išleidimo angoje sumaišomas su žemos temperatūros dujomis, kad būtų toliau užtikrinamas sistemos aušinimo pajėgumas. Minimalus temperatūros skirtumas šaltojo dėžės viduje yra karščiausiame gale, šalčiausiame gale ir droselio suslėgto skysčio bei plėtimosi skysčio santakoje. Be to, vidutinis šilumokaičio temperatūros skirtumas taip pat yra mažesnis nei azoto plėtimosi suskystinimo ciklo temperatūros skirtumas;
3) MRC: žemos temperatūros šilumokaičio viduje šilumos mainų temperatūrų skirtumas yra mažas, o artimas normaliai temperatūrai – didelis. Taip yra daugiausia dėl to, kad šaltnešyje butanui pakeisti naudojamas izopentanas. Suslėgtam šaltnešio mišiniui atvėsus jūros vandeniu, šaltnešyje esantis izopentanas kondensuojasi į skystį. Droseliniame šaltnešio mišinyje izopentanas aukštesnėje temperatūroje pradeda garuoti, todėl išsiskiria didelė latentinė garavimo šiluma. Ši aušinimo galios dalis negali būti sunaudojama, kai aušinamos gamtinės dujos ir aukšto slėgio šaltnešio mišinys šilumos sraute. Todėl šilumos mainų temperatūrų skirtumas šioje dalyje yra didelis. Tačiau izopentano naudojimas vietoj butano kaip aukštos virimo temperatūros šaltnešio gali ne tik sumažinti energijos suvartojimą, bet ir padidinti šilumos mainų temperatūrų skirtumą, o tai labai naudinga visai sistemai;
Didėjant šaldymo ciklo etapų skaičiui, mažėja šaldymo sistemos energijos suvartojimas, didėja šaldymo koeficientas ir ekserginis efektyvumas, tačiau etapų skaičiaus padidėjimo įtaka šaldymo našumui mažėja. Padidinus šaldymo ciklo etapų skaičių, padidės proceso sudėtingumas ir sumažės eksploataciškumas. Skirtingo masto šaldymo sistemų optimalūs etapai yra skirtingi. Kuo didesnis mastas, tuo daugiau optimalių etapų;

MRC apima ciklą su išankstiniu aušinimu ir ciklą be išankstinio aušinimo. Išankstinio aušinimo ciklas taip pat apima gryno šaltnešio išankstinį aušinimą ir mišraus šaltnešio išankstinį aušinimą. Šiuose cikluose sumaišyti šaltnešiai yra suskirstyti į skirtingus etapus. Iš kiekvieno etapo atskirtas skystis yra papildomai aušinamas ir droseliuojamas šaldymui, o atskirtos dujos toliau aušinamos ir atskiriamos. Atskyrimo etapai yra skirtingi, proceso sudėtingumas yra skirtingas, o šaldymo ciklo efektyvumas yra skirtingas;
37. MRC proceso projektavimo metu būtina optimizuoti proceso struktūrą ir pasirinkti tinkamą ciklų skaičių. MRC apima vienpakopį MRC, dviejų pakopų MRC, trijų pakopų MRC ir daugiapakopį MRC. Šie šaldymo ciklai šiuo metu naudojami. Atsižvelgiant į skirtingą apdorojimo mastą, reikia pasirinkti skirtingus šaldymo ciklo etapus, skirtingą šaldymo energijos suvartojimą ir skirtingą proceso sudėtingumą. MRC optimizavimas apima struktūros optimizavimą ir proceso parametrų optimizavimą;