
【化】 turbo-expander
appear; fully; pass through; penetrate; tell secretly
【机】 permease
calm; draw; equal; even; flat; peaceful; plane; smooth; suppress; tie
【医】 plano-
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【医】 F.; feature; formula; Ty.; type
【化】 expander; expansion engine; expansion machine
透平式膨胀机(Turboexpander)是工业领域重要的能量转换装置,其核心功能是通过气体绝热膨胀过程,将流体压力能转化为机械能。根据《英汉机械工程词典》定义,该设备由高速旋转叶轮、喷嘴环、轴承系统及壳体组成,其英文术语"Turboexpander"直接反映了涡轮机械(Turbo)与膨胀做功(Expander)的结合特性。
从热力学原理分析,透平式膨胀机遵循焦耳-汤姆逊效应,采用轴向或径向流道设计,使高压气体在喷嘴中加速后冲击叶轮。美国机械工程师协会(ASME)技术报告指出,现代机型等熵效率可达85%-92%,低温工况下可产生-200°C的制冷效果,这种高效能特性使其在空分装置、天然气液化等领域具有不可替代性。
设备结构包含三大核心模块:①双作用止推轴承系统,可承受20000-60000rpm转速下的轴向载荷;②迷宫密封装置,确保介质在0.2-15MPa压差范围内的零泄漏运行;③可调喷嘴组,通过改变导叶角度实现10%-100%负荷调节,该技术参数已载入《动力机械国家标准汇编》。
在能源化工领域,该设备既可作为制冷机组核心(如乙烯装置中的冷箱系统),又可作为余压发电装置(如炼厂催化裂化装置的烟气能量回收)。国际能源署统计数据显示,优化透平膨胀机运行可使LNG工厂能耗降低12%-18%。
透平式膨胀机(简称透平膨胀机)是一种利用高压气体绝热膨胀对外做功、从而获取冷量的低温设备。其核心功能是通过气体能量转换实现制冷,广泛应用于液氢生产、空气分离、天然气液化等领域。
能量转换机制
气体在喷嘴和叶轮中完成两次能量转换:
热力学基础
遵循能量守恒定律,气体膨胀时焓值减少,内能降低,公式可表示为:
$$
Delta h = h{text{入口}} - h{text{出口}} = W{text{输出}}
$$
其中,$Delta h$为焓降,$W{text{输出}}$为对外做功量。
按膨胀方式
按流动方向
工质状态
如需更详细的技术参数或具体机型案例,可参考、5、7等来源获取完整信息。
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