ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы получения низких температур из "Кислород и его получение" Таким образом сжижение газа и испарение полученной при этом жидкости являются обратимыми процессами. [c.22] Температура сжижения газа зависит от давления. Чем меньше давление газа, тем ниже будет температура его сжижения. С повышением давления температура сжижения газа также повышается. Однако для каждого газа существует определенная температура, выше которой этот газ нельзя превратить в жидкость ни при каком, даже очень высоком, давлении. Эта температура называется критической температурой газа, а соответствующее ей давление, при котором происходит сжижение газа,—критическим давлением. [c.22] В табл. 1 приведены температуры сжижения некоторых газов при атмосферном давлении, а также критические температуры и критические давления для них. [c.22] Как видно из данных таблицы, наиболее легко из всех указанных газов сжижается аммиак, так как его критическая температура имеет наиболее высокое значение. Довольно легко превращается в жидкость и углекислота. Наиболее трудно сл и-жаются водород и гелий, которые обладают очень низкой критической температурой. [c.22] Аммиак. . Углекислота Ксенон.. . Криптон. . Метан. . . Кислород. Аргон. . Воздух. . Азот.. . Неон. . Водород Гелий.. . [c.23] Сжижение воздуха при атмосферном давлении начинается при —192°С и заканчивается при —194,4°С, так как он представляет собой смесь азота и кислорода, имеющих разные температуры сжижения. [c.23] В начале сжижения воздуха кислород конденсируется в больших количествах, чем азот, так как имеет более высокую температуру сжижения. Поэтому температура сжижения воздуха вначале процесса будет несколько более высокой. К концу сжижения начинается конденсация в основном азота, имеющего более низкую температуру сжижения, и поэтому температура сжижения воздуха также понижается. [c.23] Из табл. 1 видно, что, например, для сжижения воздуха при атмосферном давлении его нужно охладить до температуры от —192 до —194,4°С. Если же воздух находится при критическом давлении, т. е. при 38,4 ama, то сжижение воздуха начнется уже при —140,6°С. При давлении ниже критического, но выше атмос рного воздух будет сжижаться при температуре, лежащей в пределах от —140,6° и до —192°С. При температуре выше критической, т. е. выше —140,6°С, воздух нельзя превратить в жидкое состояние, ни при каком, даже очень высоком давлении. [c.23] Понятие о холодильном цпкле. Из предыдущего параграфа следует, что сжижение воздуха с целью извлечения пз него кислорода неразрывно связано с охлаждением воздуха до очень низкой температуры. Охлаждение является процессом, обратным нагреванию, и состоит в отнятии тепла от охлаждаемого тела другим веществом, имеющим более низкую температуру. В процессе охлаждения происходит передача тепла от более нагретого тела (охлаждаемого) к менее нагретому телу (охлаждающему). Поскольку при этом от охлаждаемого тела отнимается часть тепловой энергии, то его температура понижается. [c.24] Отнятие тепла от охлаждаемого вещества и передача его другому веществу осуществляют посредством хладоагента, в качестве которого можно применить любой газ. В кислородном производстве для этой цели используют аммиак, мегйн, этилен, азот и, наконец, воздух. [c.24] Для того чтобы хладоагент мог выполня1ь свое назначение, его температуру искусственно понижают ниже температуры охлаждаемого вещества, вследствие чего происходит передача тепла от охлаждаемого тела к хладоагенту. При этом температура последнего вновь повышается, и с целью ее понижения хладоагент приводят в соприкосновение с другим, менее нагретым веществом, например охлаждающей водой. Таким образом с помощью хладоагента тепло как бы переносится с более холодного тела (охлаждаемый газ) на более нагретое (вода). [c.24] Этот процесс переноса тепла подобен перекачиванию воды насосом с более низкого уровня на более высокий. Так же, как и подача воды насосом, описанный выше процесс переноса тепла возможен лишь при затрате соответствующего количества энергии (работы). [c.24] Процесс охлажения, осуществляемый с помощью какого-либо хладоагента и сопровождающийся затратой работы, называется холодильным процессом или холодильным циклом. [c.24] Каким же путем осуществляется понижение температуры самого хладоагента в холодильном цикле Для этой цели используются процессы расширения газа, применяемого в качестве хладоагента. Предварительно газ сжимается в компрессоре, на что расходуется работа, затрачиваемая в холодильном цикле. [c.24] С целью получения очень низкой температуры, необходимой для сжижения воздуха, в холодильный цикл дополнительно включают теплообменник. Теплообменник служит для охлаждения сжатого воздуха перед его расширением. Это охлаждение в теплообменнике осуществляется обратным потоком более холодного газа, уже охлажденного в процессе расширения. [c.25] Теплообменник сам по себе не производит холода. Он только накапливает и сохраняет холод в кислородном аппарате, являясь своеобразным барьером , препятствующим уносу холода обратными потоками газов из аппарата. [c.25] Без теплообенника было бы невозможно охладить воздух до той температуры, которая требуется для его сжижения. [c.25] Соответственно этому в технике глубокого охлаждения применяются два основных холодильных цикла 1) цикл с дросселированием воздуха и 5) цикл с расширением воздуха в детандере и производством внешней работы. [c.25] Оба эти цикла могут применяться при получении холода, необходимого для поддержания воздухоразделительного аппарата в охлажденном рабочем состоянии, а также для получения кислорода в жидком виде. [c.25] Рассмотрим эти циклы более подробно. [c.25] Вернуться к основной статье