林德－汉普逊循环

系统属性注意：共轭变量以斜体显示

材料特性

• 属性数据库

可压缩性 β = − {\displaystyle \beta =-}
热膨胀 α = {\displaystyle \alpha =}

方程式

• 卡诺定理
• 克劳修斯定理
• 基本关系
• 理想气体定律

• 麦克斯韦关系
• Onsager 互惠关系
• 布里奇曼方程
• 热力学方程表

潜力

• 自由能
• 自由熵

• 内能 U ( S , V ) {\displaystyle U(S,V)}
• 焓 H ( S , p ) = U + p V {\displaystyle H(S,p)=U+pV}
• 亥姆霍兹自由能 A ( T , V ) = U − T S {\displaystyle A(T,V)=U-TS}
• 吉布斯自由能 G ( T , p ) = H − T S {\displaystyle G(T,p)=H-TS}

林德－汉普循环是一种气体液化工艺，特别是空气分离工艺。 威廉·汉普森和卡尔·冯·林德于 1895 年独立申请了该循环的专利：汉普森于 1895 年 5 月 23 日申请，林德于 1895 年 6 月 5 日申请。

林德－汉普随环引入了再生冷却，一种正反馈冷却系统。 热交换器布置允许xxx温差（例如 0.27 °C/atm J–T 空气冷却）超越单级冷却，并且可以达到液化固定气体所需的低温。

林德－汉普循循环与西门子循环的不同之处仅在于展开步骤。 西门子循环让气体做外部功以降低其温度，而林德－汉普拖循环完全依赖于焦耳-汤姆逊效应； 这样做的优点是冷却设备的冷侧不需要移动部件。

冷却循环分几个步骤进行：

• 气体被压缩，从而将外部能量添加到气体中，为其提供运行整个循环所需的能量。 林德的美国专利给出了一个例子，低压侧压力为 25 个标准大气压（370 psi；25 bar），高压侧压力为 75 个标准大气压（1,100 psi；76 bar）。
• 然后通过将气体浸入较冷的环境中来冷却高压气体； 气体失去了一些能量（热量）。 林德的专利示例以10°C的盐水为例。
• 高压气体通过逆流换热器进一步冷却； 离开最后一级的较冷气体冷却进入最后一级的气体。
• 气体通过焦耳-汤姆逊孔（膨胀阀）进一步冷却； 气体现在处于较低压力。低压气体现在处于当前循环中的最低温度。一些气体冷凝并成为输出产品。

• 低压气体被引导回逆流热交换器，以冷却较暖的进入高压气体。
• 离开逆流换热器后，气体比最冷时温度高，但比第 1 步开始时温度低。
• 气体被送回压缩机，与进入的温暖补充气混合（以替换冷凝产品），然后返回压缩机以进行另一次循环（并变得更冷）。

在每个循环中，净冷却量大于循环开始时增加的热量。 随着气体经过更多循环并变得更冷，在膨胀阀处达到较低温度变得更加困难。