Ожижение водорода и гели

Для ожижения водорода и гелия двухступенчатые схемы Линде, насколько известно автору, не применялись. [c.65]

Ожижение водорода и гелия 456—458 [c.506]

Получение температур ниже температуры кипения азота сопряжено с большими методическими трудностями. При использовании жидкого водорода испытания должны проводиться в специально оборудованном помеш,ении с четырехкратным обменом воздуха в течение минуты применение гелия, ввиду его высокой летучести, требует сложной системы термоизоляции криостата и специальной технологии охлаждения. Чрезвычайно удобным хладоагентом является жидкий неон. При одном и том же объеме неон обеспечивает теплоотвод, в 3,3 раза превышающий теплоотвод водорода и в 41 раз — теплоотвод гелия. Однако ввиду дефицитности и сложной техники ожижения неон в качестве хладоагента при механических испытаниях практически не применяется. [c.259]

Итак, первые успехи в достижении весьма низких температур пришли вместе с покорением постоянных газов. Причина столь высокой сопротивляемости этих веществ ожижению заключалась в необычайно низких значениях их критических температур. Так, для конденсации кислорода его температуру необходимо понизить до значения, меньшего чем 154,58 К. Критические температуры азота, водорода, неона и гелия (табл. 1) еще ниже, чем у кислорода, и, следовательно, для их ожижения требуется еще более глубокое охлаждение. [c.11]

Криогенные установки (уровень отвода теплоты 7о<120 К) предназначены для охлаждения и поддержания при низких температурах различных объектов в машиностроении, энергетике, радиоэлектронике, на транспорте, в сельском хозяйстве, медицине и других отраслях, при различных научных исследованиях и т. д. Криогенные установки используются для низкотемпературного разделения газовых смесей (воздуха, природного газа и др.) и ожижения газов (кислорода, азота, водорода, гелия, метана и др.). [c.212]

У гелия температура инверсии составляет 63 К, и даже предварительного охлаждения жидким азотом недостаточно для эффективного процесса ожижения гелия. В этом случае требуется двухступенчатый процесс, в котором охлажденный жидким азотом водород [c.45]

С целью улучшения условий работы поршневого детандера Ж. Клод подверг схему дальнейшему усовершенствованию. Его новая схема (рис. 8,6) сочетала в себе уже два способа охлаждения расширение в детандере и дросселирование. Эта схема оказалась настолько удачной, что ее стали успешно применять не только для ожижения воздуха, но и с небольшими изменениями (с использованием дополнительного охлаждения прямого потока) для ожижения других газов, таких как, например, водород, гелий и т. д. [c.30]

Экснансионный метод ожижения пригоден только в том случае, когда теплоемкость сосуда С меньше теплоемкости находяш,егося в нем газа. Это условие выполняется лишь при очень низких температурах, когда теплоемкость твердых тел становится малой. Поэтому экснансионный метод применяется практически только для ожижения водорода п гелия. Этим и объясняются неудачи Кальете в его опытах по ожижению кислорода. В табл. 15, по данным Пикара и Симона [2И], приведены значения теплоемкости стального сосуда объемом 150 см , рассчитанные на давление 100 атм и теплоемкости такого же количества гелия при том же давлении для двух температур. Из таблицы видно, что при более низкой температуре (10° К) теплоемкость сосуда пренебрежимо мала, т. е. почти весь холод, получаемый при расширении, идет на охлаждение газа. При более высокой температуре наблюдается обратная картина. [c.97]

Практически процент заполнения сосуда жидкостью намного меньше Гид На фиг. 79 приведены некоторые экспериментальные данные Симона и др. [210] по заполнению сосуда при ожижении водорода с = 52° К. В опытах Симона и др. [210) действительный процент заполнения не превышал 15%. Однако линейная экстраполяция результатов (что, как показывают соот-ветстиующие данные но ожижению гелия, вполне допустимо [211]) дает при Т — 52° К и pj = 200 атм значение Удеисти. 0,45, т. е. достаточно высокий выход жидкости. [c.98]

Для ожижения гелия жидкий водород является единственным подходящим хладоагентом. Нормальная температура кипения водорода 20,4° К, тройная точка 14° К. Однако вследствие недостаточного теплового контакта между твердым водородом и окружающими стенками теплопередача при псиользовании твердого водорода очень низка, и поэтому, кроме особых случаев, описанных ниже, водородное охлаждение до температур ниже тройной точки не применяется. [c.129]

Казалось, миф о существовании постоянных газов окончательно рухнул. Однако к тому времени стало известно о существовании на Земле еще одного газа — гелия. Этот газ оказался наиболее трудно сжижаемым. Только через 10 лет после получения жидкого водорода был, наконец, ожижен и гелий. Его ожижение произвел Г. Камерлинг-Оннес ъ Голландии в 1908 г. С получением жидкого гелия была достигнута температура, всего на 4 К отличающаяся от абсолютного нуля. В этом же эксперименте Камерлинг-Оннес попытался получить и твердый гелий. Использовав ваккуумирование парового пространства над жидкостью, он понизил давление до 0,01 атмосферного. Однако твердый гелий так и не был получен. В то время еще не было известно, что гелий не имеет тройной точки, и его превращение в,твердую фазу возможно при давлении не ниже 2,5 МПа (при Г<1,5 К). В 1909 г. Камерлинг-Оннесу удалось еще снизить давление над жидкостью и таким образом достигнуть температуры жидкого гелия сначала в 1,38 К, а затем ив 1,04 К- Дальнейшее понижение температуры было приостановлено тем, что существовавшие в то время вакуум-насосы не позволили создать большее разрежение. Но штурм низких температур продолжался. [c.6]

В двигателях с высокой удельной мощностью и высоким эффективным КПД, работающих при высоком давлении и большой частоте вращения (свыше 2000 об/мин), необходимо использовать водород или гелий с тем, чтобы обеспечить высокие коэффициенты тепло- и массообмена при относительно невысоком уровне гидравлических потерь. В этом случае трудной задачей остается проблема уплотнений. Кроме того, системы регулирования мощностью таких двигателей достаточно сложные, поскольку они должны включать реверсивное устройство, клапаны и, возможно,-компрессор для изменения давления рабочего тела, находящегося в баллоне высокого давления. Такой двигатель имеет высокую стоимость. Очевидно, что будут использоваться двигатели относительно большой мощности, в которых преимущества, связанные с низким уровнем шума и малым загрязнением атмосферы отработавшими газами, оправдывают более высокую их стоимость (чем ДВС). В криогенных газовых машинах, работающих в режиме ожижения с высокой холодопроизводитель- [c.80]

Этот вывод, впервые сделанный Мейснером [96], можно сформулировать иначе, а именно, что максимум коэффициента ожижения достигается, когда Рз и соответствуют точке, лежащей па кривой инверсии. Для воздуха это означает, что при 293° К максимум коэффициента ожижения оказывается при давлении jDj = 440 атм. Практически применяются давления, примерно вдвое меньшие. Для водорода, по данным Вуллея и др. [99], при 7 2 = 80°К максимум г получается при р = Ы атм. Для гелия, используя данные Зельманова [87] и принимая = 15° К, получаем максимум г при Р2 = 31 атм. В действительности не требуется точного выбора рабочего давления, так как кривая г = г (pj) имеет широкую область максимума. Для иллюстрации на фиг. 46, по данным измерений Джонстона и др. [89], приведены кривые зависимости коэффициента ожижения [c.59]

Интерес к области очень низких температур был вызван в основном желанием ожижить так называемые постоянные газы. Водород был впервые ожижен еще в 1898 г., но прошло более 10 лет, прежде чем Камерлинг-Он-несу и его сотрудникам в Лейденском университете удалось перевести в жидкое состояние гелий. Только спустя 15 лет жидкий гелий стали производить также и в других местах. После 1930 г. в связи с развитием новых областей техники все больше и больше институтов начали устанавливать аппараты для ожижения гелия. В настоящее время жидкий гелий регулярно получают примерно в ста научных лабораториях п в таком количестве, которое показалось бы фантастическим несколько лет назад. [c.125]

Экспансионный ожижитель Симона. Существуют три различных типа гелиевых ожижителей, а именно непрерывного действия с предварительным водородным охлаждением, непрерывного действия с охлаждением детандером и хорошо известный процесс ожижения без использования непрерывного потока. Первые два способа ожижения кратко описаны выше. Третий способ используется в так называемом экспансионном ожижителе Симона [2], который показан схематически на фиг. 7. В этом ожижителе газообразный гелий, охлажденный и змеевике S, нагнетается в металлическую камеру В, охлаждаемую жидким или твердым водородом G. Чтобы обеспечить теплопроводность пространства Z, последнее заполняется гелием при низком давлении. Теило, поглощенное водородной ванной, определяется уменьшением внутренней энергии гелия после входа в камеру и работой сжатия. Работа сжатия равна 2 mpv, где т—масса очень малого количества входящего "аза, а v—его удельный объем. Если весь газ входит при одинаковой температуре Т,, то общая работа потока равна NRT , где lY—число молей газа, который входит в камеру, а В—газовая постоянная. Охлаждение с помощью водорода, требующееся для поглощения тепла, производимого работой сжатия, может оказаться больше того, которое необходимо для изменения внутренней энергии гелия. Это видно из сравнения величины двух произведений В1 и С ,ср,(2 ,—Tj), где Гд—конечная температура. [c.132]

Первое ожижение и получение твердого гелия. Ожижить гелий мешало одно существенное обстоятельство—ничтожность запасов нового элемента. Содержание гелия в земной атмосфере составляет по объему 0,0005%, и его отделение от воздуха требует значительных количеств жидкого водорода. Монацит, из которого был получен газ для первого оялин еш1я, содержит приблизительно 1—2 см гелия на 1 г. Лишь после того, как было в широких масштабах организовано извлечение гелия из некоторых подземных газов, он стал сравнительно общедоступным. [c.784]

Пользуясь методом Линде с предварительным охлаждением, английский учейый Д. Дьюар в 1898 г. впервые получил жидкий водород. Метод Линде был использован и для ожижения гелия, имеющего по сравнению с любыми другими газами самую низкую точку кипения (4,2 К) впервые жидкий гёйий был получен в 1908 г. голландским физиком Г. Каммерлинг-Оннесом. [c.456]

Инверсионный пункт, как видно из данных, лежит при температуре ниже 1°кип. азота и вблизи °л мп. водорода. Поэтому для сжижения гелия требуется предварительное охлаждение его жидким водородом. Для экономии в водороде самое предварительное охлаждение производится жидким воздухом. Газообразный гелий под давлением в 35 atm попадает в змеевик, охлаждаемый жидким воздухом. Затем гелий охлаждается жидким водородом, кипящим под давлением 6 см ртутного столба (261,7°). Затем гелий поступает в двойную спираль и в расширительный вентиль. Не ожиженная часть гелия попадает в наружную часть двойной про-тивоточной спирали. Гелий представляет большую ценность поэтому установка всегда работает в замкнутом цикле. Испарившийся гелий собирается в газгольдер, откуда снова поступает в компрессор. Установки для сжижения гелия являются очень редкими. В настоящее время они имеются в четырех лабораториях в Лейдене, Берлине, Торонто и Харькове. Т. о. при помощи жидких газов можно иметь жидкие ванны с ° от О до —218° (жидкий кислород, кипящий в тройной точке). Далее идет перерыв до t° —252,7°. Отсюда имеется непрерывный ряд t° до —259,16°. Далее снова пе рерыв до —268,9°. Откачкой жидкого гелия до сих пор доходили до Г -272,3° (0,8° К). [c.375]

I. Получение низких температ р. Для получения и поддержания П. т. обычно при.мёняют ожиженные газы. В ванне из ожин ен-иого газа, испаряющегося под атм. давлением, сохраняотся постоянная теми-ра, очень близкая к теми-ре нормального кипения. Практически применяются только следующие газы твердая углекислота (темп-ра тройной точки = 194,3°К), жидкий кислород (ГJy = 90,2°К), жидкий воздух (Т = 80 К), жидкий азот (Гдг = 77,4°К), жидкий неон ( у=27 К), жидкий водород (Г у = 20,4°К), жидкий гелий (Т— = 4,2°К). Для ожижения газов служат спец. установки — ожижители (см. Сжижение газов). Ожиженные [c.428]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...