Детандер

ДЕТАНДЕР (от французского détendre - ослаблять, снижать давление), машина для охлаждения газа путём его расширения с совершением (отдачей) внешней работы. Используется в установках для охлаждения и сжижения газов и разделения газовых смесей, в криогенных рефрижераторах и ожижителях. В детандере энергия сжатого газа, превращаясь в механическую работу, сопровождается понижением температуры этого газа; наибольшее охлаждение может быть получено при исключении потерь в окружающую среду (смотри Адиабатический процесс). По принципу действия детандеры разделяют на поршневые и турбинные (турбодетандеры). Поршневые детандеры - машины объёмного периодического действия, в которых внутренняя энергия газа при его расширении преобразуется во внешнюю работу, перемещая поршень. Применяются в установках с холодильными циклами высокого (15-20 МПа) и среднего (2-8 МПа) давления. Турбодетандеры - машины кинетического действия, в которых поток газа проходит через неподвижные направляющие каналы (сопла), превращая внутреннюю энергию газа в кинетическую, и систему вращающихся межлопаточных каналов ротора, где энергия потока преобразуется в механическую работу, в результате чего понижается температура газа. Торможение турбодетандера осуществляется электрогенератором, гидротормозом или нагнетателем. Турбодетандеры применяются для холодильных циклов низкого (0,4-0,8 МПа), среднего и высокого давления с объёмными расходами газа 1,5-40 м³/ч. Эти машины характеризуются малыми размерами (диаметр рабочего колеса 10-40 мм) и высокой частотой вращения ротора (100 000 - 500 000 об/мин).

Разработанный П. Л. Капицей в конце 1940-х годов высокоэффективный (кпд до 85%) радиальный турбодетандер для сжижения воздуха предопределил развитие крупных высокопроизводительных установок низкого давления для получения жидкого кислорода.

Лит.: Криогенные системы: В 2 т. 3-е изд. М., 1996-1999.