Cтраница 3
Применение детандеров, в которых газ охлаждается при адиабатном расширении с совершением внешней работы, повышает, как мы уже видели, эффективность ожижительных машин. В машинах для сжижения гелия использование расширения в детандерах позволяет, кроме того, отказаться от предварительного охлаждения газа жидким водородом - веществом, легко воспламеняющимся и взрывоопасным. Обе эти причины привели к широкому использованию детандер-ных машин. [31]
Холодильные установки для сжижения гелия нуждаются в смазке, а смазка при сверхнизких температурах замерзает. Капица в своей машине для сжижения гелия устроил зазор между поршнем и цилиндром, дав возможность газу свободно вытекать через этот зазор. При утечке газ расширяется настолько быстро, что создается противодавление, мешающее вытеканию новых порций газа. [32]
Капица предложил вместо детандера применять турбодетан-дер, в котором газ, сжатый всего лишь до 500 - 600 кПа, охлаждается, совершая работу по вращению турбины. Этот метод успешно применен Капицей для сжижения гелия, предварительное охлаждение которого производилось жидким азотом. Современные мощные холодильные установки работают по принципу турбодетандера. [33]
Капица предложил вместо детандера применять турбодетаадер, в котором газ, сжатый всего лишь до 500 - 600 кПа, охлаждается, совершая работу по вращению турбины. Этот метод успешно применен Капицей для сжижения гелия, предварительное охлаждение которого производилось жидким азотом. Современные мощные холодильные установки работают по принципу турбодетандера. [34]
Идея отказаться от использования жидкого водорода для сжижения гелия была связана, в частности, с тем, что водород взрывоопасен. [35]
Джоуля-Томсона, применяются и до сих пор. В качестве примера мы приведем здесь схему одной из машин для сжижения гелия. [36]
Внимание его было сосредоточено на создании принципиально новых установок для получения магнитных полей большой напряженности и для сжижения гелия. [37]
Несмотря на серьезные успехи, достигнутые в этой области, сжижение гелия продолжает оставаться одной из сложных задач криогенной техники, что, в частности, объясняется необходимостью иметь не менее трех ступеней каскада для рационального сжижения. Дросселирование предварительно охлажденного сжатого газа, а также адиабатное расширение с отдачей внешней работы являются основными методами сжижения гелия. [38]
К около 45 % гелия направляется в детандер 14; потоки расширенного гелия возвращаются в межтрубное пространство теплообменника и выводятся из установки. Остальное количество сжатого гелия ( - 25 %) дросселируется через вентиль в сборник 15, причем происходит частичное сжижение гелия. [39]
Поэтому для сжижения этих газов их температуру перед дросселированием понижают. Для этого их или пропускают через змеевик теплообменника, охлаждаемого жидким воздухом при сжижении водорода и жидким водородом-при сжижении гелия, или же используют адиабатическое расширение с совершением работы. [40]
При этом Камерлинг-Оннес сделал поразительное открытие: он обнаружил, что при охлаждении до температуры, примерно равной температуре сжижения гелия, сопротивление кольца из замороженной ртути внезапно, резким скачком падает до чрезвычайно малого, не поддающегося измерению, значения. [41]
Его достижения были столь впечатляющими, что для него был создан специальный институт - Мондская лаборатория Лондонского Королевского общества, где Капица работал до 1934 года. Среди его работ этого периода выделяется оригинальная машина для сжижения гелия в больших количествах, которая стала основой быстрого прогресса в физике низких температур за последние 25 лет. [42]
Водород помс - щают в стальные бутыли объемом 36 и 40 л, весящие соответственно 70 и 80 кг. Поэтому для удешевления перевозки газообразного водорода в Германии и Америке строят специальные вагоны-цистерны, состоящие из ряда стальных цилиндров ( 3 - 14 шт. Жидкий водород как таковой в технике не употребляется, в лабораториях служит при сжижении гелия и вообще для достижения очень низких температур. [43]
Каждый атом гелия имеет, конечно, свободные 2s - и 2р - орбиты, которые рас -, полагаются дальше, чем заполненная ls - орбита. Электроны второго атома гелия могут перекрываться с этими свободными орбитами. Поскольку перекрывание орбит осуществляется на большом расстоянии, результирующее притяжение крайне мало. Этим типом взаимодействия, по-видимому, объясняется притяжение, вызывающее сжижение гелия при очень низких температурах. [44]
В криогенной технике основными рабочими веществами являются азот, аргон, водород, гелий, кислород, криптон, ксенон и неон. Здесь используется температура ниже - 153 С. При криогенных температурах проводится разделение газовых смесей и продуктов разложения воздуха в интервале температур от - 195 до - 175 С. Область более низких температур связана с охлаждением объектов и систем, сжижением гелия и водорода, а также других рабочих веществ. [45]