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El ciclo Hampson-Linde

1895
  • William Hampson
  • Carl von Linde
Instalación industrial de licuefacción de gas que utiliza el ciclo Hampson-Linde para la criogenización.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

The Hampson-Linde cycle liquefies gases like air using the Joule-Thomson effect combined with regenerative cooling. High-pressure gas is cooled in a counter-flow heat exchanger by the cold, low-pressure gas returning from the expansion valve. This progressively lowers the temperature at the valve until it drops below the critical point and liquefaction begins, forming the basis for the modern gas liquefaction industria.

Independently developed by William Hampson in Britain and Carl von Linde in Germany, this cycle represented a major breakthrough. Its elegance lies in its simplicity and self-reinforcing nature. The key component is the regenerative heat exchanger, typically a set of coiled pipes. Incoming high-pressure gas flows through an inner pipe, while the cold, expanded gas from the Joule-Thomson valve flows back over the outside of this pipe. This counter-flow arrangement ensures the incoming gas is continuously pre-cooled by the coldest available return gas. With each pass, the temperature of the gas entering the expansion valve drops further. Eventually, the temperature falls below the gas’s inversion temperature, and the Joule-Thomson expansion produces significant cooling. This cooling is carried back through the heat exchanger, creating a positive feedback loop until the temperature is low enough for a fraction of the gas to condense into a liquid upon expansion. This process made the large-scale, commercial production of liquid air feasible for the first time.

UNESCO Nomenclature: 2212
- Termodinámica

Tipo

Ciclo termodinámico

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Efecto Joule-Thomson (Joule y Thomson)
  • Concepto de intercambio de calor a contracorriente
  • Principio de refrigeración regenerativa de Siemens (desarrollado para hornos)
  • Avances en la tecnología de compresión de alta presión

Aplicaciones

  • Producción industrial de aire líquido, nitrógeno, oxígeno y argón.
  • Equipo de laboratorio estándar para licuar gases
  • criogenia investigación
  • Etapa de preenfriamiento para licuefactores de hidrógeno y helio
  • liquid air energy storage (LAES)

Patentes:

  • GB189524525A
  • DE88824

Ideas para posibles innovaciones

  • Generadores de oxígeno portátiles para instalaciones médicas remotas
  • Refrigeración criogénica de circuito cerrado para sistemas de transporte de levitación magnética (maglev)
  • Licuadores de nitrógeno a pequeña escala para uso agrícola (por ejemplo, criopreservación de semen)
  • enhanced oil recovery systems using liquefied nitrogen injection
  • Mecanizado criogénico para mejorar el acabado superficial en materiales difíciles
  • Sistemas de almacenamiento de energía de aire líquido (LAES) para el equilibrio energético a escala de red
  • Herramientas de criocirugía avanzadas con un control de temperatura más preciso
  • Sistemas de licuefacción bajo demanda para la carga de propulsores de cohetes
  • Congelación criogénica de alimentos para una conservación de calidad superior
  • compact separación de aire units for aircraft onboard oxygen generation (OBOGS)
Related to: Hampson-Linde cycle, regenerative cooling, Joule-Thomson effect, liquefaction, cryogenics, air separation, heat exchanger, Carl von Linde, throttling, counter-flow.

Contexto histórico

El ciclo Hampson-Linde

1889
1890
1890
1895
1895
1899
1900
1889
1890
1890
1895
1895
1896
1900
1900

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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