Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

Если реакция идет с помощью гамма-излучения и нейтронного излучения одновременно, то вещество, подлежащее облучению, помещают в камеру, которую устанавливают в активной зоне.

Если реакция идет только при помощи гамма-излучения, то реакции проводят не в активной зоне, а в радиационном контуре.

Но если радиационно-химические реакции протекают в активной зоне реактора, то продукты этой реакции получают сильное радиоактивное загрязнение, поэтому эти реакторы неэффективны в промышленном применении. Предпочтительнее проведение реакции в радиационном контуре, так как при этом не происходит загрязнение продуктов реакции радиоактивностью.

Хладоноситель

Хладагент (холодильный агент) – рабочее вещество, работающее в холодильной машине, отводящее тепло

от охлаждаемого объекта в процессе кипения или расширения, отдающее его в окружающую среду в результате сжатия. Основные рабочие свойства хладоносителей – низкая температура кипения, низкая температура конденсации, низкая температура затвердевания, невысокое давление, высокая теплота парообразования, высокая теплопроводность, малый удельный объем, небольшая теплоемкость. Хладоносители (хладагенты) разделяются на три группы, что зависит от их температуры кипения:

1) хладагенты высокотемпературные, с температурой кипения более 10 °С;

2) хладагенты среднетемпературные, с температурой кипения меньше 10 °С;

3) хладагенты низкотемпературные, с температурой кипения 50 °С.

Самые распространенные хладоносители (хладагенты) – это фреоны, аммиак, углеводороды. Аммиак – среднетемпературный хладагент, имеющий высокие теплофизические свойства и низкую стоимость, но он обладает взрывоопасностью и токсичностью. Фреоны – негорючие хладагенты, используемые во всех температурных группах. Углеводороды (этилен, пропан, этан) – низкотемпературные хладагенты, но они обладают взрывоопасностью. Углеводороды в качестве хладоносителей используются в газовой и нефтяной промышленности, для работы в больших холодильных установках. Хладоносителем может быть и обычная вода. Такой хладоноситель используется в абсорбционных холодильных машинах, которые работают на водном растворе бромистого лития. Газы тоже могут быть хладоносителями. Это водород, азот, гелий, воздух. Они работают в холодильно-газовых машинах.

Холодильная машина

Холодильная машина – машина, отводящая тепло от охлаждаемого объекта с помощью низких температур (от 10 до 50 °С). Принцип работы холодильной машины – это тепловой насос. Он состоит в заборе тепла у охлаждаемого тела и передаче его окружающей среде (например, воздуху или воде, которые обладают температурой более высокой, чем охлаждаемое тело). Основная характеристика холодильной машины – это холодопроизводительность, которая может составлять от нескольких сотен ватт до нескольких мегаватт.

Холодильные машины различаются по характеру работы хладоносителя (ее рабочего вещества) и бывают парокомпрессионными, пароэжекторными, абсорбционными, воздушно-расширительными. Работа холодильной машины основана на совершении ее хладагентом холодильного цикла – обратного круговорота термодинамического процесса. Парокомпрессионные, пароэжекторные и абсорбционные машины осуществляют охлаждение тела за счет кипения жидкостей, имеющих низкую температуру кипения. Воздушно-расширительные холодильные машины охлаждают тело при помощи расширения сжатого воздуха в специальном устройстве – детандере. Способ длительного хранения продуктов или других веществ при помощи их охлаждения, т. е. в охлажденном виде, был известен давно, и это способствовало созданию таких холодильных устройств. Но произошло это только с общим ростом машиностроения в XIX в. Самые первые холодильные машины появились в 1810 г. в Великобритании – конструктор Дж. Лесли; в 1850 г. во Франции – конструктор Ф. Карре; в 1878 г. в Германии – конструктор Ф. Виндхаузен. Самая первая машина была абсорбционная, созданная в начале XIX в., и уже во второй половине XIX в. была построена парокомпрессионная холодильная машина.

Парокомпрессионные холодильные машины

Конструкция включает компрессор, испаритель, конденсатор, теплообменник, терморегулирующий вентиль (дроссель), соединенные между собой трубопроводом. Трубопровод имеет запорную, предохранительную и регулирующую арматуру. По принципу действия различают следующие компрессоры: поршневые, турбокомпрессионные, ротационные, винтовые.

Парокомпрессионные холодильные машины – самые универсальные и распространенные, все их устройства и части обладают

высокой герметичностью. Принцип их работы основан на замкнутом цикле, который выполняет циркулирующий хладагент. Кипение хладагента осуществляется в испарителе при низкой температуре, при этом отводится тепло от охлаждаемого тела, образуется пар, который компрессор отсасывает, сжимает и далее направляет в конденсатор. При конденсации пара образуется жидкость – хладагент, направляющийся через терморегулирующий вентиль и снова возвращающийся в испаритель для начала нового цикла. Чтобы получить низкие температуры (ниже 30 °С), применяют холодильные машины с многоступенчатым (или каскадным) устройством. Многоступенчатые машины имеют несколько ступеней охлаждения для последовательного сжатия пара. Каскадные машины – это последовательность нескольких холодильных машин, они вырабатывают низкую температуру кипения (150 °С).

Пароэжекторные холодильные машины

Конструкция включает эжектор, испаритель, конденсатор, насос, терморегулирующий вентиль. Источник энергии в этих машинах – пар, давление которого 0,3—1 Мн/м² (3—10 кгс/см²). Хладагент – вода. В эжекторе расширяется пар, поступающий через сопло эжектора, это понижает давление в испарителе и охлаждает воду. Пар из испарителя и из эжектора идет в конденсатор и преобразуется в жидкость с отдачей тепла в окружающую среду.

Абсорбционные холодильные машины

Конструкция включает абсорбер, испаритель, конденсатор, кипятильник, насос, терморегулирующий вентиль. Рабочее вещество – бинарные растворы, кипящие при разной температуре. Раствор с более высокой температурой кипения – абсорбент, раствор с более низкой температурой кипения – хладагент.

Если температуры от 0 до 45 °С, то рабочее вещество – раствор аммиака. Хладагент – аммиак. Если температуры больше 0 °С, то рабочее вещество – водный раствор бромида лития. Хладагент – вода. Хладагент испаряется, отводя тепло от охлаждаемого тела, и пар впитывает абсорбер. Концентрированный раствор, образованный при этом, насос откачивает в кипятильник, где хладагент испаряется. Абсорбционные машины эффективно используются на объектах с вторичными энергоресурсами: отработанными водой, газами, паром. Воздушно-расширительные холодильные машины – это холодильногазовые машины с температурами 80 °С. Хладагент – воздух с различным давлением. Но эффективность воздушно-расширительных машин ниже, чем у парокомпрессионных.

Раздел 10. Электротехника

Автономный источник электропитания

Автономный источник электропитания – это источник, обеспечивающий электрической энергией все системы и устройства, которые не связаны с линиями электропередачи. Данный автономный источник может быть конструктивно объединен с первичными элементами или аккумуляторами, а также может быть выносного типа в виде передвижной электростанции или электропоезда.

Такие генераторы предназначены для обеспечения питания радиоэлектронной аппаратуры при работе на объектах, где отсутствуют стандартные источники электроэнергии.

Автотрансформатор

Автотрансформатор – это электромагнитное устройство для преобразования величин токов и напряжений без изменения мощности, частоты. Различают однофазные и трехфазные автотрансформаторы. Такой трансформатор имеет вторичную обмотку, продолжающую первичную. То есть в отличие от других типов трансформаторов, автотрансформатор имеет только одну обмотку, часть которой принадлежит одновременно вторичной и первичной цепям.

Автотрансформаторы используются в электротехнических установках в тех случаях, когда коэффициент трансформации близок к единице. Автотрансформатор используется при передаче электроэнергии, когда требуется соединить через трансформатор электрические цепи, отношение номинальных напряжений которых не превышает 2, например цепи высокого напряжения 110 и 220 кВ. В этих случаях экономически выгоднее вместо трансформатора применить автотрансформатор, так как его КПД выше, а размеры меньше, чем у трансформатора той же номинальной мощности.