روشهای تبرید نیتروژن مایع(LIN)

صنایع فرآیند شیمیایی (CPI) از نیتروژن مایع چه به صورت گازی و به صورت مایع استفاده می کنند. نیتروژن گازی (GAN) می تواند برای از بین بردن خطرات انفجار و جلوگیری از واکنشهای اکسیداسیون ناخواسته  می تواند کیفیت محصول را کاهش دهد. ازت مایع (LIN) در فن آوری های خنک کننده و انجماد ابتکاری استفاده می شود.

LIN به دلیل در دسترس بودن ، هزینه کم و خواص بی اثر یک مبرد موثر و راحت است. این ماده همچنین به دلیل جوشاندن بسیار کم آن ، برای بیشتر کاربردهای دمای پایین ، یک برودت عملی است دما (–195.8 درجه سانتیگراد) وظرفیت تبرید بالا در فشار اتمسفر حتی در فشارهای بالا ، خواص حرارتی  آن را به یک محیط برودتی موثر تبدیل می کند تا فرآیندهای سریع تا دمای پایین را خنک کند.

چندین روش خنک کننده از قابلیت برودتی LIN در فرآیندهای دسته ای یا مداوم بهره می برند.

 • خنک سازی مستقیم سطح (نیمه غیرمستقیم)شکل 1a). LIN) خنک سازی را از طریق یک دیواره رسانای منفرد فراهم می کند ، که صورت سرد آن جریان های مایع یا گاز را منجمد یا سرد می کند.

 • خنک کننده مدار ثانویه (غیر مستقیم) (شکل 1b). دمای جوش LIN با یک مایع انتقال حرارت متوسط ​​(HTF) بافر می شود تا کنترل دما را افزایش دهد. دمای HTF را می توان با دمای فرآیند مورد نظر ، به اندازه پایین بودن نقطه جوش LIN تنظیم کرد. سپس HTF از طریق دیواره رسانا تبرید می کند تا مواد یا مایعات را خنک کند.

• خنک کننده سرد GAN (شکل 1c LIN) بخار می شود و از ظرفیت گرمایی معقول GAN برای یخچال استفاده می شود. LIN اضافی برای کنترل دما تزریق می شود. خنک سازی از طریق یک سطح رسانا یا با دمیدن GAN سرد به طور مستقیم بر روی مواد خنک کننده رخ می دهد.

 • تزریق مستقیم LIN / خنک کننده اسپری (شکل 1d( LIN است:

تزریق یا اسپری مستقیم بر روی مواد و یا به فرآیندهای. مواد و فرآیندها توسط گرمای نهان تبخیر LIN خنک می شوند. بسته به طراحی سیستم خنک کننده ، ظرفیت گرمایی معقول GAN سرما نیز ممکن است در خنک سازی نقش داشته باشد. این یک استفاده کارآمد از مقدار تبرید LIN است.

• خنک کننده غوطه وری (شکل 1e). غوطه وری مستقیم در LIN ماده را خنک یا منجمد می کند. سرعت خنک سازی تقریباً کاملاً به گرمای نهان تبخیر LIN بستگی دارد. سرعت کلی انتقال حرارت به طور کلی کمتر از تزریق مستقیم LIN / خنک کننده اسپری است ، زیرا GAN دارای اثر پتوشی است - حباب های تولید شده توسط جوشش آشفته LIN یک لایه مرز بخار در اطراف ماده غوطه ور ایجاد می کنند ، در نتیجه باعث کاهش ضریب انتقال حرارت کلی.

مناسب بودن یک روش خنک کننده خاص به کاربرد و ماهیت مواد یا فرایندهایی که باید خنک شوند بستگی دارد. به عنوان مثال خنک کننده سرد GAN ، یک گزینه جذاب برای خنک سازی مواد ظریف است ، در حالی که تزریق مستقیم LIN / اسپری یا خنک کننده غوطه وری ممکن است به ساختار مواد آسیب برساند. بعلاوه ، هنگام کار در بالای نقطه انجماد مواد یا مایعات ، برای جلوگیری از یخ زدگی که می تواند به مواد آسیب برساند یا فرایند را وصل کند ، می توان از GAN سرد و خنک کننده مدار ثانویه استفاده کرد. در مواردی که انجماد فلاش مورد نظر است اغلب از تزریق مستقیم LIN / خنک کننده اسپری یا خنک کننده غوطه وری استفاده می کنند.