Vnútorné rozloženie teploty doskovo-rebrového výmenníka tepla v systéme skvapalňovania

Vnútorné rozloženie teploty doskovo-rebrového výmenníka tepla v skvapalňovacom systéme:
1) Cyklus expanzie dusíka: rozdiel teplôt výmeny tepla na oboch koncoch a v strede výmenníka tepla je veľmi malý a rozdiel teplôt výmeny tepla v ostatných častiach je veľký. Existujú však určité požiadavky na minimálny rozdiel teplôt prenosu tepla v konštrukcii výmenníka tepla, ktorý nesmie byť príliš malý. Vo všeobecnosti je rozloženie rozdielu teplôt výmeny tepla nerovnomerné, teplotný rozdiel je veľký a nevratné straty sú veľké, takže spotreba výkonu na hriadeli príslušného kompresora bude väčšia;
2) Expanzný cyklus dusíka a metánu: chladiaci výkon v nízkoteplotnej časti výmenníka tepla je zabezpečený škrtiacim ventilom. Miešač dusíka a metánu sa škrtí a ochladzuje. Vzhľadom na vysoký obsah metánu je teplotný rozdiel na studenom konci po škrtení malý. Po zvýšení teploty sa metán a dusík rýchlo odparujú, čo poskytuje veľký chladiaci výkon, čo vedie k veľkému teplotnému rozdielu vo výmenníku tepla a odparený zmiešaný plyn naďalej stúpa. Citeľné teplo sa využíva na zabezpečenie chladiaceho výkonu pre vysokotlakový kvapalný zemný plyn a teplotný rozdiel sa začína prejavovať. Po znížení na určitú hodnotu sa studená kvapalina zmieša s nízkoteplotným plynom na výstupe expandéra, aby sa naďalej zabezpečoval chladiaci výkon systému. Minimálny teplotný rozdiel vo vnútri chladiacej komory je na najteplejšom konci, najchladnejšom konci a na sútoku škrtenej kvapaliny a expanznej kvapaliny. Okrem toho je priemerný teplotný rozdiel výmenníka tepla tiež menší ako pri expanznom cykle skvapalňovania dusíka;
3) MRC: teplotný rozdiel výmeny tepla na nízkoteplotnom konci vo vnútri výmenníka tepla je malý a teplotný rozdiel je veľký, keď sa teplota blíži k normálnej teplote. Je to hlavne preto, že izopentán sa používa ako náhrada butánu v chladive. Po ochladení stlačeného zmiešaného chladiva morskou vodou sa izopentán v chladive kondenzuje do kvapaliny. V škrtenom zmiešanom chladive sa izopentán začína odparovať pri vyššej teplote s veľkým latentným teplom odparovania. Táto časť chladiacej kapacity sa nemôže spotrebovať pri ochladení zemného plynu a vysokotlakového zmiešaného chladiva v tepelnom toku, preto je teplotný rozdiel výmeny tepla v tejto časti veľký. Použitie izopentánu namiesto butánu ako chladiva s vysokou teplotou varu však môže nielen znížiť spotrebu energie, ale aj zvýšiť teplotný rozdiel výmeny tepla, čo je veľmi prospešné pre celý systém;
So zvyšujúcim sa počtom stupňov chladiaceho cyklu sa znižuje spotreba energie chladiaceho systému a zvyšuje sa chladiaci koeficient a exergická účinnosť, ale vplyv zvýšenia počtu stupňov na chladiaci výkon sa znižuje. Zvýšenie počtu stupňov chladiaceho cyklu zvýši zložitosť procesu a zníži prevádzkyschopnosť. Optimálne stupne chladiacich systémov s rôznymi mierkami sú odlišné. Čím väčšia je mierka, tým viac je optimálnych stupňov;

MRC zahŕňa cyklus s predchladením a cyklus bez predchladenia. Cyklus predchladenia zahŕňa aj predchladenie čistým chladivom a predchladenie zmesou chladív. Zmiešané chladivá v týchto cykloch sú rozdelené do rôznych stupňov. Kvapalina oddelená z každého stupňa je podchladená a škrtená na chladenie a oddelený plyn sa naďalej chladí a oddeľuje. Separačné stupne sú odlišné, zložitosť procesu je odlišná a účinnosť chladiaceho cyklu je odlišná;
37. Pri návrhu procesu MRC je potrebné optimalizovať štruktúru procesu a zvoliť vhodný počet cyklov. MRC zahŕňa jednostupňový MRC, dvojstupňový MRC, trojstupňový MRC a viacstupňový MRC. Tieto chladiace cykly sa v súčasnosti používajú. Rôzne fázy chladiaceho cyklu, rôzna spotreba chladiacej energie a rôzna zložitosť procesu je potrebné zvoliť podľa rôznych mierok spracovania. Optimalizácia MRC zahŕňa optimalizáciu štruktúry a optimalizáciu parametrov procesu;