Рефераты по Физике

Сжижение газов

Страница 6

Одна из главных областей применения низких температур в технике - разделение газов. Производство кислорода и азота в больших количествах основано на сжижении воздуха с последующим разделением его в ректификационных колоннах на азот и кислород. Применение жидких кислорода и азота многообразно, в частности кислород служит окислителем в ракетном топливе. http://complexds.ru/ инструкция по монтажу доводчика на металлическую дверь.

Низкие температуры используют для получения высокого вакуума методом адсорбции на активированном угле или цеолите (адсорбционный насос) или непосредственной конденсации на металлических стенках сосуда с хладоагентом. Высокий вакуум и охлаждение до низких температур позволяют имитировать условия, характерные для космического пространства, и проводить испытания материалов и приборов в этих условиях.

Охлаждение до температур жидкого воздуха или азота начало находить важные применения в медицине. Используя приборы, способные производить локальное замораживание тканей до низких температур, осуществляют оперативное лечение мозговых опухолей, урологических и др. заболеваний. Имеется также возможность длительного хранения живых тканей при низких температурах.

Др. направление технических применений низких температур связано с приложениями сверхпроводимости. Здесь наиболее важную роль играет создание сильных магнитных полей (~ 103 кэ), необходимых для ускорителей заряженных частиц, трековых приборов (пузырьковых камер и др.), магнитогидродинамических генераторов и многообразных лабораторных исследований.

На основе явления сверхпроводящего туннелирования разработаны сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства, способные измерять чрезвычайно слабые электрические напряжения (~ 10-14 в), а также регистрировать очень малые изменения магнитного поля (~ 10-11 э). Н. т. играют также большую роль в квантовой электронике.

Каскадный метод охлаждения

Каскадный метод охлаждения - процесс переноса тепла от более низкого температурного уровня к более высокому (т. е. охлаждение), осуществляющийся в холодильной установке с помощью нескольких замкнутых последовательно действующих холодильных циклов. При каскадном методе охлаждения, относящемся к методам глубокого охлаждения, конденсация холодильного агента низкотемпературного цикла происходит в результате испарения холодильного агента следующего за ним более высокого по температуре холодильного цикла. Число циклов, как правило, не превышает 4, т.к. в противном случае конструкция установки значительно усложняется. Холодильные циклы могут использовать одинаковые или различные термодинамические принципы переноса тепла в циклах и различные холодильные агенты.

В конце 19 в. швейцарский физик Р. Пикте применил каскадный метод охлаждения для сжижения воздуха. Сконструированная им каскадная холодильная установка включала 3 холодильных цикла. В первом высокотемпературном двухступенчатом цикле в качестве рабочего тела применялся хлористый метил (CH3Cl), в среднем цикле - этилен (C2H4), в третьем цикле - кислород (O2). В дальнейшем каскадный метод охлаждения был усовершенствован и использовался для получения жидких водорода и гелия

Каскадный метод охлаждения применяют главным образом для получения температур до -110 градусов С в испытательных термокамерах и для технологических целей в химии, медицине, биологии и др.

Наибольшее распространение получил каскадный метод охлаждения с двумя парокомпрессионными циклами. В высокотемпературном цикле в качестве холодильного агента, обычно используется фреон 22 (CHClF2), а в низкотемпературном - фреон 13 (CF3Cl). Для получения температуры до -90 градусов С низкотемпературный цикл на фреоне 13 одноступенчатый, для температур ниже -90 градусов С - двухступенчатый. Перенос тепла от низкотемпературного цикла к высокотемпературному осуществляется в теплообменном аппарате (испарителе - конденсаторе) в результате конденсации низкотемпературного холодильного агента и кипения высокотемпературного холодильного агента. Пути совершенствования каскадного метода охлаждения -использование более эффективных холодильных агентов, улучшение конструкции компрессоров, повышение эффективности теплообменной аппаратуры.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Фастовский В. Г., Петровский Ю. В., Ровинский А. Е., Криогенная техника, 2 изд., М., 1974;

2. Справочник по физико-техническим основам криогеники, 2 изд., М., 1973.

3. А. Б. Фрадков.

4. Физика низких температур, пер. с англ. под общ. ред. А. И. Шальникова, М., 1959;

5. Уайт Г. К., Экспериментальная техника в физике низких температур, пер. с англ., М., 1961;

6. Земанский М., Температуры очень низкие и очень высокие, пер. с англ., М., 1968;

7. Роуз-Инс А., Техника низкотемпературного эксперимента, пер. с англ., М., 1966; Мендельсон К., На пути к абсолютному нулю, пер. с англ., М., 1971;

8. Линтон Э., Сверхпроводимость, пер. с англ., 2 изд., М., 1971;

9. Пегаков В. П., Свойства He3 и его растворов в He4, "Успехи физических наук", 1968, т. 94, в. 4, с. 607;

10. Справочник по физикотехническим основам криогеники, под общ. ред. М. П. Малкова, 2 изд., М;, 1973;

11. Клод Ж., Жидкий воздух, пер. с франц., Л., 1960;

12. Герш С. Я., Глубокое охлаждение, 3 изд., ч. 1—2, М.—Л., 1957—60;

13. Новые направления криогенной техники, пер. с англ., М., 1986;

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6