Проектирование разжижителя водорода средней производительности .

ВВЕДЕНИЕ Процессы ожижения, хранения и транспортировки водорода освоены отечественной и мировой криогенной промышленностью главным образом в связи с развитием ракетостроения, химии, металлургии и ядерных исследований. Водород прочно вошел в космонавтику в качестве топлива жидкостных ракетных двигателей. Однако основная доля получаемого водорода на Западе потребляется металлургической и химической промышленностью. Крупнотоннажные производства жидкого водорода, а также соответствующую инфраструктуру его использования начали создавать с середины XX в. для реализации различных программ освоения космоса. В настоящее время водород рассматривается как идеальное экологически чистое топливо для наземных и авиационных транспортных средств и др. объектов. Для развития водородной энергетики необходимо создание совершенного оборудования для всего технологического цикла использования водорода: ожижение, хранение, транспортирование. Загрязнение атмосферы и надвигающееся глобальное изменение климата способствовали росту научного и общественного интереса к водороду как к идеальному экологически чистому топливу. В США, Европейском Союзе, Японии и в других странах созданы правительственные структуры по развитию водородной энергетики. Ими осуществляется большой объём исследований и разработок при государственной финансовой поддержке. К водородной энергетике проявляют интерес не только авиация, автомобильный транспорт, но также нефтехимическая промышленность, технологии обработки металлов, очистки моторных топлив и масел и мн. др. Растёт производство жидкого водорода, вводятся в эксплуатацию новые мощности в США, Германии и Японии.

Введение………………………………………………………………………..……..3 Глава 1. Теоретические аспекты процесса ожижения водорода……………...…..5 1.1. История получения жидкого водорода…………………………………..5 1.2. Ресурсосберегающая технология при производстве параводорода…....9 Глава 2. Проектирование ожижителя водорода средней производительности...17 2.1. Проектирование криогенной ожижительной установки…………………...17 2.2. Расчёт технических характеристик установки……………………………24 2.2.1. Термодинамический расчёт схемы…………………………......................24 2.2.2. Расчёт витого теплообменника……………………………………………..30 2.2.3. Гидравлический расчёт теплообменника…………………………………35 2.2.4. Конструктивный расчёт теплообменника…………………. …………….36 2.2.5. Расчёт на прочность деталей теплообменника……...…….……………….37 2.3. Устройство и принцип работы блока очистки водорода…………………….42 2.4. Расчёт на прочность деталей блока очистки водорода……………………...44 Глава 3. Охрана труда………………………………………………………………47 3.1. Техника безопасности при работе с жидким водородом………...………47 3.2. Анализ установки на возможность аварий и способы защиты……………...63 Заключение………………………………………………………………………….64 Список использованой литературы……………………………………………..…66

1. Криогенные системы. Т. 1: Учебник / А.М. Архаров, И.В. Марфенина, Е.И. Микулин и др. М.: Машиностроение, 1996. Криогенные системы. Т. 2. М.: Машиностроение, 1999. 2. Холодильные машины: Учебник /Под ред. Л.С. Тимофеевского. СПб.: Изд-во «Политехника», 1997. 3. Бродянский В.М., Семенов А.М. Термодинамические основы криогенной техники. М.: Энергия, 1980. 4. Воронин Г.И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. Учебник. М.: Машиностоение, 1973. 5. Малоземов В.В., Рожнов В.Ф., Правецкий В.Н. Системы жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов: Учебник. М.: Машиностроение, 1986. 6. Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. М.: Стройиздат, 1982. 7. Новотельнов В.Н., Суслов А.Д., Крузе А.С. Холодильные машины и тепловые насосы: Учебник. СПб.: Изд-во «Политехника», 1991. 8. Быков А.В., Калнинь И.М., Крузе А.С. Холодильные машины и тепловые насосы. М.: Агропромиздат, 1988. 9. Кипение криогенных жидкостей. Аметистов Е.В., Клименко А.В., Павлов Ю.М. /Под ред. В.А. Григорьева. М.: Энергоиздат, 1995. 10. Термодинамические свойства N2, воздуха, O2, He, CH4, Ne, Ar, Kr, Xe, C2H6, фреонов. Серия монографий. Гос. служба стандартных справочных данных /Под. ред. В.В. Сычева, 1977 – 1990. 11. Постановление Госгортехнадзора РФ от 6 июня 2003 г. N 75 "Об утверждении Правил безопасности при производстве водорода методом электролиза воды"