膨胀机的进气温度会影响膨胀机的单位制冷量。对一定的膨胀机来说,它的流道尺寸一定,所能流过的气体流量(折算成标准状态下的体积)将随温度的升高而减小。由于气体的密度与热力学温度T1成反比,当体积流量一定时,温度越高,流过的质量流量越少。而在导流器内的气体流速与热力学温度T1的平方根成正比,即温度越高,体积流量越大。因此,实际的膨胀量与绝对温度的平方根成反比。
例如,一台Vo=7000m3/h的膨胀机,膨胀量是指在设计进口压力为0.55MPa(绝对压力)和进口温度为to=-145℃(To≈128K)时的体积流量换算成标准状态下的体积流量V1。如果进气温度改变为T1=140K,则膨胀量为
V1=Vo(To/ T1)1/2 =7000×(128/140)1/2 =6700m3/h
膨胀机的单位理论制冷量随着进气温度的提高而增加。例如,当进气压力为0.55MPa(绝对压力),出口压力为0.135MPa(绝对压力)时,不同的进气温度下的单位理论制冷量如图73所示。它基本上是与热力学温度成正比的。
膨胀机的总制冷量与膨胀量和单位理论制冷量成正比。虽然膨胀量随进气温度的升高按平方根关系减小,但是单位理论制冷量随进气温度的升高按正比关系增加。所以,总制冷量还是随着进气温度的增高,按平方根的关系增加。因此,提高膨胀机的机前温度对增加制冷量是有利的。