Linde refrigerator에서 compressor를 통해 고압의 기체를 형성한 후, heat exchanger와 액화된 기체와 저온 기체가 존재하는 실린더(?)에서 고압 기체의 온도를 낮추고 있다고 보았습니다. Joule-Thomson effect를 활용하여 고압 기체는 결국 팽창하면서 냉각되어 온도가 낮아질텐데 왜 열교환 과정을 별도로 진행시키는 것인지 궁금합니다.
결론부터 말씀드리면, Linde refrigerator에서 heat exchanger를 추가로 사용하는 이유는 Joule-Thomson effect의 냉각 효과가 기체의 초기 온도에 크게 의존하기 때문입니다. 대부분의 기체는 온도가 충분히 낮아져야만 팽창 시 뚜렷한 냉각 효과를 나타냅니다. 만약 고압 기체가 너무 높은 온도에서 바로 팽창하게 되면 오히려 냉각 효과가 거의 없거나 오히려 온도가 상승할 수 있습니다. 따라서 heat exchanger를 통해 미리 기체 온도를 낮춘 후에 팽창시켜야 효과적으로 온도를 낮출 수 있는 것입니다.
결론부터 말씀드리면, Linde refrigerator에서 heat exchanger를 추가로 사용하는 이유는 Joule-Thomson effect의 냉각 효과가 기체의 초기 온도에 크게 의존하기 때문입니다. 대부분의 기체는 온도가 충분히 낮아져야만 팽창 시 뚜렷한 냉각 효과를 나타냅니다. 만약 고압 기체가 너무 높은 온도에서 바로 팽창하게 되면 오히려 냉각 효과가 거의 없거나 오히려 온도가 상승할 수 있습니다. 따라서 heat exchanger를 통해 미리 기체 온도를 낮춘 후에 팽창시켜야 효과적으로 온도를 낮출 수 있는 것입니다.