Почему при разделении газов в нижней части колонны снижение значения клапана обратного потока жидкого азота приводит к уменьшению объема воздуха, поступающего в колонну, и к снижению давления в верхней части колонны?

Это потому, что площадь теплообмена в главном охлаждающем устройстве сокращается, объем нижней части колонны уменьшается, поэтому и количество воздуха, поступающего в колонну, снижается? Тогда почему давление в нижней колонне повышается, а давление в верхней — снижается?

В вашем вопросе следует рассматривать нижнюю башню как отдельную производственную единицу; степень открытия этого обратного клапана определяется уровнем жидкости с той стороны нижней башни, где находится основной холодильник. Согласно первоначальной концепции, во время нормальной работы этот клапан должен быть полностью открытым. При фактической установке используется U-образный жидкостный уплотнитель; количество жидкого азота, поступающего в верхнюю часть устройства, служит для контроля объема жидкости, возвращающейся в нижнюю часть. Обычно концепция управления заключается в том, что даже при наличии такой U-образной герметизирующей прокладки все равно необходимо контролировать степень открытия клапана; это лишь одна из возможных концепций. Цель установки этого жидкостного уплотнителя — обеспечить отсутствие скопления жидкости на стороне основного хладагента азота, что позволяет сохранить максимальную площадь теплообмена. Снижение уровня закрытия клапана обратного потока приводит к повышению уровня жидкости с нитрогенной стороны основного охлаждающего устройства (при неизменности клапанов, ведущих к верхней колонне). В результате сокращается площадь теплообмена, уменьшается количество конденсируемой жидкости, снижается объем поднимающегося газа. Следовательно, уменьшается количество газа, поступающего в колонну, что приводит к повышению давления в ней. Кроме того, следует уменьшить отверстие клапана для обратного потока жидкости внизу, поскольку недостаточное количество жидкости, возвращающейся вниз, также приводит к изменению сопротивления и чистоты. Для понимания всей конструкции необходимо соблюдать значения, предусмотренные в проекте для нормальной работы устройства. Без соблюдения этих значений невозможно понять принципы его функционирования. Для справки. О, ещё один важный момент, на который стоит обратить внимание: движущей силой газа, поступающего в башню, является его конденсация — в результате чего его объём сокращается примерно в 800 раз. Только постоянное пополнение газа обеспечивает нормальную работу компрессора и необходимый для этого исходный материал. У этого материала есть свои условия: определённое давление и расход.

Снижение обратного потока уменьшает объем газофазной среды с стороны азота в основном охлаждающем устройстве; в результате сокращается количество воздуха, поступающего в основное охлаждающее устройство, а значит, и количество воздуха, поступающего в башню； Из-за снижения теплообмена с стороны основного хладагента азота уменьшается количество испарения в верхней колонне, в результате чего давление в ней также снижается.

Если уменьшить размер клапана обратного потока жидкого азота в нижней колонне, количество азота, конденсирующегося на верхней части колонны в жидкий азот, сократится, в результате чего давление в нижней колонне повысится. Аналогично, уменьшается количество конденсата, образующегося в конденсационном испарителе; в результате снижается количество пара, поступающего в верхнюю колонну. Это приводит к падению давления в верхней колонне.