Ожижение гелей

Явление же переноса не имеет вообще никаких аналогий среди других физических процессов, еслп не считать столь же загадочного явления, как сверхпроводимость. Может показаться странным, что для обнаружения этих необычных явлений потребовалось более чем 25 лет после первого ожижения гелия. Одиако, как мы увидим, многие любопытные факты и многие удивительные черты экспериментов, отмеченные в то время, остались без объяснений, потому что выводы, которые можно было сделать из этих наблюдений, казались абсурдными и даже до сих пор они еще пе укладываются в картину наших обычных представлений о свойствах конденсированного состояния. [c.789]

В табл. 5.22 приведены технические данные установок в режиме ожижения гелия. [c.323]

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]

Ожижение гелия еще более трудно. Данные для гелия [c.375]

Жидкость в количестве у отводится из сборника 9 через сливной вентиль 10-, отведенная масса гелия компенсируется дополнительной подачей такого же количества газа на всасывание в компрессор. Так осуществляется ожижение гелия. Существуют и более сложные схемы, но принципы понижения температуры рабочего тела остаются одинаковыми. [c.44]

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

ЦИКЛ ожижения может быть осуществлен через 1,5 часа. Последняя модель ожижителя дает л гелия при использовании 4 л жидкого водорода. [c.150]

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]

Ожижение газов 212, 244 Ожижители гелия 245 Ожижения работа минимальная 214 Оптимизация динамических режимов 461 [c.540]

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]

Существенно новое направление исследований возникло в связи с изучением свойств смесей изотопов гелия тяжелого изотопа с атомным весом 4 (для которого и характерно явление сверхтекучести) и легкого изотопа с атомным весом 3 (который, будучи ожиженным, не переходит в сверхтекучее состояние вплоть до температур порядка тысячных градуса Кельвина). [c.651]

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]

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]

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]

Термодинамические циклы холодильных машин, представляющих собой сочетание двух или более машин, расположенных последовательно и работающих при различных температурах испарения хладагентов, называют каскадными циклами. В каждой холодильной машине каскадного цикла совершается замкнутый одно- или двухступенчатый холодильный цикл. Машины с различной температурой испарения хладагентов объединены общим элементом схемы — теплообменником, являющимся кон-денсатором-испарителем, в котором за счет теплоты, отбираемой испаряющимся хладагентом верхней части каскада, осуществляется конденсация хладагента соответствующей холодильной мащины нижней части каскада. Каскадные циклы используют для ожижения газов. Например, для ожижения воздуха или азота используется четырехступенчатый, а для ожижения гелия — щестиступенчатый каскадные циклы. [c.179]

Для ожижения гелия созданы криогенные гелиевые установки. Наиболее крупные из них имеют производительность около 2 тыс. л/ч жидкого гелия. На практике распространены гелиевые ожижители и рефрижераторные установки производительностью в режиме ожижения 10—100 л/ч жидкого гелия. К их числу относится гелиевая установка КГУ-250/4,5 (рис. 8.32), которая обеспечивает получение 90 л/ч жидкого гелия на номинальном режиме или в рефрижераторном режиме 250 Вт на уровне 4,5 К. Установка снабжена гелиевым компрессором 17 (305 НП-20/30) производительностью 1200 м /ч с двигателем мощностью 200 кВт. Установка работает по циклу среднего давления с двумя турбодетан- [c.330]

Большая часть рефрижераторов на гелиевом уровне температур выполняется так, что они могут работать и как ожижители гелия. В табл. 3.25 приведены данные толькое для рефрижераторного режима данные по ожижению гелия на таких установках даны в п. 3.3.3. [c.242]

Применение теплообменника-охладителя 2 необходимо в том случае, когда ожижается газ, у которого температура инверсии ниже, чем комнатная температура в этом случае дросселирование газа будет приводить не к понижению, а к повышению температуры. Поэтому при ожижении кислорода по методу Линде используется предварительное охлаждение жидким аммиаком, при ожижении водорода (7 183 К) — жидким азотом, а при ожижении гелия (Гдяв 38 К) — жидким водородом. [c.456]

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]

Получение низких температур. Путем адиабатического расширения паров, например, в машине Линде можно получить весьма низкие температуры, примерно до 3° К- Сначала непосредственно ожижается воздух. Жидкий воздух используется для охлаждения водорода ниже его температуры инверсии жидкий водород в свою очередь служит для охлаждения конечного рабочего вещества — гелия. При ожижении гелия, очевидно, достигается температура кипения гелия, которая близка к 4° К- При свободном испарении жидкости можно еще несколько понизить температуру. (Путем интенсивной откачки Кеезом достиг температуры 0,8° КО Рассмотрим охлаждение ДТ, [c.173]

Горизонта.1ьный поток I — крупинки стекла и уголь 2 — известняк 3 — уголь 4 — песок, глина, известняк 5 — графит (в гелии и азоте). Неплотный псевдо-ожиженный слой 6— крупинки стекла. Вертикальный поток 7 — катализатор. [c.259]

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]

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]

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]

Основная цель, которую преследовала первая работа с жидким гелием, заключалась в том, чтобы достичь как можно более низкой температуры и определить в исследуемой области кривую упругости пара. Анализ температурной шкалы показывает, что температуры, достигнутые в этой работе, были определены с некоторой неточностью. Биоследствии полученные результаты были пересчитаны Кеезомом в соответствии со шкалой 1932 г., и было установлено, что при первом ожижении 10 июля 1908 г. Камерлииг-Оннес достиг температуры 1,72° К, а в следующие три попытки, относящиеся к 1909, 1910 и 1919 гг., были получены соответственно температуры 1,38, [c.784]

Для простоты мы в этом историческом обзоре опустили описание работ над разбавленными растворами Не в Не , которые проводились еще за год до первого ожижения чистого Не . Первый подобный эксперимент выполнили Доунт, Пробст и Джонстон [67], показавшие, что Не не увлекается сверхтекучим течением. Оказалось, что, если Не II переносится по пленке на твердой поверхности или перетекает через узкую щель, примеси Не не участвуют в этом движенпи и поэтому отфильтровываются. Вскоре было обнаружено, что это же имеет место и и макроскопических объемах жидкости в двухжидкостной модели Не переносится, таким образом, только нормальной компонентой. Если, в частности, к жидкости подводится тепло. Не будет двигаться вместе с тепловым потоком и его распределение но объему жидкости станет неравномерным. Это явление приводило к значительным ошибкам в первоначальных измерениях парциальных давлений над растворами различных концентраций. Оно послужило также основой для одного из методов разделения изотопов гелия [68]. [c.817]

Чтобы предстанить себе основные процессы, происходящие при ожижении, рассмотрим фиг. 44—46, где схематически изображены ожижитель, его — Г-диаграмма и энтропия гелия. Для простоты тепловую изоляцию системы будем считать ндеальной, а падение давления вдоль трубок — пренебрежимо малым. В процессе а 6 при температуре ( 300 К) производится сжатие газообразного гелия от давления р, (— 1 ат.ч) до более высоко1 о давления (например, 15 ат.и). Это сжатие происходит адиабатически, позтому оно сопровождается увеличением температуры газа. Зате.м газ охлаждается (Ь - с) водой до температуры Г]. Далее газ охлаждается (с - й) до температуры К) с помощью жидкого азота, протекающего [c.138]

Следует отметить технические трудности получения сверхнизких температур. Температуры вплоть до 1° К сравнительно легко могут быть получены с помощью хладоагентов в виде ожиженных газов азота, водорода или гелия, в ряде случаев с откачкой их паров. Сверхнизкие температуры получают методом адиабатического размагничивания в самом приборе, где производятся измерения. Предварительно о.хлажденный пара- [c.6]

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 ...