Детандер

Дета́ндер (от франц. 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 (в адиабатическом процессе).

По принципу действия выделяют:

• 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 гг. высокоэффективный (кпд до 85 %) радиальный турбодетандер для сжижения воздуха предопределил развитие крупных высокопроизводительных установок низкого давления для получения жидкого кислорода.