氣體膨脹製冷、渦流製冷、吸附式製冷

氣體膨脹製冷、渦流製冷、吸附式製冷

氣體膨脹製冷。

當氣體流經管道時，由於區域性阻力，例如當它遇到縮頸和調節閥時，壓力會顯著下降，這種現象稱為節流。 在工程中，由於氣體通過閥門等流阻裝置時，流量大，時間短，與外界換熱為時已晚，因此可以大致按絕熱過程進行處理，稱為絕熱節流。

當氣體處於絕熱節流狀態時，節流前後的特定焓值保持不變。 這是限制過程的主要特徵。 這是乙個典型的不可逆過程，因為在節流過程中氣流內部會產生摩擦阻力損失。

實驗發現，實際氣體節流前後的溫度一般都會發生變化。 氣體在節流過程中的溫度變化稱為焦耳-湯姆遜效應（簡稱焦湯效應），造成這種現象的原因是實際氣體的比焓不僅是溫度的函式，也是壓力的函式。 大多數真實氣體在室溫下節流時具有冷卻作用，即溫度在通過節流裝置後會降低，這種溫度變化稱為正焦耳-湯姆遜效應。 一些氣體的溫度在室溫下節流然後公升高，這種溫度變化稱為負焦耳-湯姆遜效應。

渦流製冷。 渦流冷卻效果的本質是利用人工方法製造渦流，使氣體分為冷熱兩部分。 通過使用分離的冷氣流可以實現製冷。

在渦流管的渦流室中通過渦流將氣體分離成兩部分。 渦流室的內部形狀為阿基公尺德螺旋，壓縮冷卻至室溫的氣體（通常用空氣，也有其他氣體，如二氧化碳、氨氣等）進入噴嘴膨脹，然後沿切向以極高的速度進入渦流室，形成自由渦流， 在動能交換後，它被分成不同溫度的兩部分。中心部分的氣流通過孔板流出，即冷氣流; 來自邊緣部分的氣流從另一端通過控制閥，即熱氣流。 渦流管可以同時產生熱和冷效果。 根據試驗，當高壓氣體的溫度為室溫時，冷氣流的溫度可以達到-50-10，熱氣流的溫度可以達到100-130。 控制閥用於改變熱端管中氣體的壓力，從而調節兩部分氣體流量的流量比，從而改變它們的溫度。

渦流管冷卻的優點是結構簡單，維修方便，啟動快，可以達到相對較低的溫度; 它的主要缺點是效率低。 渦流管只能用於不經常使用的小型低溫測試裝置。 應用熱回收原理和噴油器來降低渦流管的冷空氣流量壓力，不僅可以進一步降低渦流管所能獲得的低溫，而且可以提高渦流管的經濟性。 為了達到較低的溫度，也可以使用多級渦流管。

吸附式製冷。 吸附製冷系統是一種以熱能為動力的能量轉換系統，其原理是：某種固體吸附劑對某種製冷劑氣體有吸附作用，吸附能力隨吸附劑溫度的變化而變化。 利用這一特性，對吸附劑進行週期性冷卻和加熱，使其交替吸附和解吸：吸附過程中，製冷劑液體蒸發產生製冷; 在解吸過程中，製冷劑氣體被釋放並冷凝成液體。