Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

______________________________________________________________Ukapljivanje plinova
Slika 120. Teorijski rad pri ukapljivanju zraka
Jednostavan povrativ proces ukapljivanja prikazan je u T, s – dijagramu,
slika 120.
Okolni zrak stanja 1 komprimira se izotermno do N, pri čemu se toplina
kompresije
( s − s ) = T ( s − )
q = T N ′
0 1 0 1 s1
odvodi od zraka temperature T 0 i predaje okolini iste temperature. Budući da
između temperature komprimiranog zraka i temperature okoline nema razlike,
taj je prijelaz topline povrativ. Na izotermnu kompresiju nadovezuje se povrativa
adijabatska ekspanzija koja odmah daje traženi kapljeviti zrak stanja M ≡1′ .
Kod takvog dobivanja zraka ne obavlja se nikakav kružni proces. Zbog potpune
povrativosti bio bi i ovdje za ukapljivanje potreban samo rad e. Na žalost, stanje
N nalazi se u području tako visokih tlakova (reda veličine od oko 500000 bar) da
o tehničkom ostvarenju, barem za sada, nema govora.
Novim putem k tehničkom ukapljivanju zraka pošao je C. Linde krajem
prošlog stoljeća. On je uz pomoć protustrujnog izmjenjivača topline (rekuperatora)
iskoristio ono neznatno ohlađivanje zraka i drugih stvarnih (realnih) plinova
što se pojavljuje kod prigušivanja od višeg na niži tlak. Time je uspjelo
jednostavno i ekonomično ukapljivanje velike količine zraka. Proučit ćemo spo-
333