Гелиевый ожижитель

Рис. 85. Технологическая схема гелиевого ожижителя с детандером

Устройство гелиевых ожижителей 163 [c.163]

УСТРОЙСТВО ГЕЛИЕВЫХ ОЖИЖИТЕЛЕЙ [c.163]

Детандерные циклы. Водородное предварительное охлаждение может быть исключено при замене его детандером, в котором расширяется часть потока сжатого гелия. Впервые идея о создании гелиевого ожижителя с детандером была практически осуществлена П. Капицей в 1934 г. Схема такого цикла представлена на рис. 72. [c.145]

Устройство гелиевых ожижителей 167 [c.167]

ГЕЛИЕВЫЕ ОЖИЖИТЕЛИ И РЕФРИЖЕРАТОРЫ [c.132]

Наряду с Камерлинг-Оннесом значительный вклад в разра ботку новых типов гелиевых ожижителей был сделан П. Капицей Ф. Симоном и С. Коллинсом. Разработанные ими методы и прин ципы лежат в основе конструкции современных ожижителей гелия [c.140]

Более сложный вариант этого цикла предусматривает получение жидкого водорода непосредственно в гелиевом ожижителе с помощью встроенного водородного цикла. Такая схема (рис. 70) является практически более целесообразной и получила большее распространение. Основное ее преимущество— универсальность и независимость от источника снабжения жидким На недостаток — некоторая сложность. [c.142]

Величины вида определяются по формуле (45) с учетом соответствующих индексов для каждой ступени. Расход энергии может быть найдет с учетом производства водорода непосредственно в гелиевом ожижителе по формуле [c.144]

Гелиевые ожижители и рефрижераторы [c.134]

Для ожижения гелий необходимо предварительно охладить ниже 20 К, отвод тепла следует осуществлять на ряде температурных уровней, поэтому холодильные машины должны быть многоступенчатыми. Типичным примером такого цикла является гелиевый ожижитель, выполненный на базе трехступенчатого теплового насоса (рис. 76). В этой схеме гелий, сжатый до 2,06 Мн/м ( в количестве 10% от количества гелия, циркулирующего в тепловом насосе), проходит последовательно три теплообменника, между которыми осуществляется отвод тепла на температурных уровнях 80, 35 и 14" К- После дросселирования на нижней ступени гелий частично ожижается, а обратный поток через теплообменники направляется в компрессор. Производительность этого ожижителя 1,5 л1ч жидкого гелия, расход энергии 18 мдж л (5 квт-ч1л). [c.150]

Пример. Рассчитать гелиевый ожижитель производительностью 80 лЫ, работающий по циклу с предварительным охлаждением жидким азотом, расширением в двух детандерах и дросселированием (см. рис. 75). Определить коэффициент ожижения х потоки в детандеры Д, и количество азота 0 температуры во всех точках цикла расход энергии I Мдж[л. [c.157]

Циклы для получения жидкого гелия с дросселированием, с расширением в детандере, комбинированные и каскадные). Подобно жидкому водороду, жидкий гелий долгое время получали только в лабораторных условиях в небольших количествах. В настоящее время гелий широко используют в науке и технике, поэтому существует большое число гелиевых ожижителей и рефрижераторов, предназначенных для охлаждения сверхпроводящих систем, криогенных вакуум-насосов, квантовых генераторов, а также различных приборов и аппаратуры. [c.34]

Устройство гелиевых ожижителей [c.165]

Одними ИЗ наиболее крупных гелиевых ожижителей являются ожижители фирмы А. Д. Литтл производительностью до 120 л ч жидкого гелия. Установки работают по циклу с азотным охлаждением, двумя детандерами и дросселированием, коэффициента ожижения 9%. Основные особенности этих ожижителей — применение компрессоров без смазки использование пластинчаторебристых алюминиевых теплообменников применение порошково-вакуумной изоляции и высоковакуумной изоляции для самой нижней зоны. Детандеры расположены в отдельных кожухах вне блока теплообменников, что облегчает к ним доступ. Пуск такой установки продолжается 16—20 ч без применения азота производительность уменьшается в 2,5— 3 раза. [c.170]

Пример. Определить теплопритоки к внутренней полости гелиевого ожижителя с высоковакуумной теплоизоляцией (экран охлаждается азотом, Тэ = 80° К). Корпус ожижителя выполнен в виде сосуда Дьюара (рис. ИЗ, б). [c.217]

На рис. 46 показан пример такой конструкции [68]. В кожухе 9, изготовленном из материала с низкой теплопроводностью, например из нержавеющей стали, размещены теплообменные аппараты и детандер гелиевого ожижителя, работающего в рефрижераторном режиме. Сам кожух вставлен в откачиваемую камеру 8, а вход и выход коммуникаций, связывающих ожижитель с компрессором 6, осуществлен через фланец 7. Сжатый в компрессоре 6 [c.110]

Многие типы гелиевых установок могут работать как в ожижи-тельном, так и в рефрижераторном режимах, что нередко используется в криогенной технике. Для некоторых криогенных систем, в частности для криогенных вакуум-насосов и для охлаждения сверхпроводящих устройств, требуется вначале накопить жидкий гелий, а затем поддерживать его постоянное количество. В этом случае рефрижераторный режим служит для конденсации непрерывно испаряющейся жидкости. В лабораторной практике гелиевые ожижители нередко используются как криостаты, в которых накопленная жидкость применяется для экспериментов, а ее постоянное количество обеспечивается работой ожижителя по рефрижераторному циклу. Рефрижераторный режим не всегда сопровождается ожижением гелия, нередко тепло от охлаждаемого объекта отводится путем подогрева газообразного гелия. [c.160]

Более сложный вариант этого цикла предусматривает получение жидкого водорода непосредственно в гелиевом ожижителе. Основное преимущество такого варианта — независимость от источника снабжения жидкого водорода. [c.32]

Принципиальная схема цикла высокого давления с предварительным охлаждением приведена на рис. 9. Газ, сжатый в компрессоре КМ, с высоким давлением р проходит холодильник АТ1, в котором охлаждается водой до температуры Тз = затем предварительный теплообменник АТ2 и охлаждается до температуры Т обратным потоком. Проходя через испаритель АТЗ, газ охлаждается до температуры Т кипящим в испарителе криоагентом. Для установок разделения воздуха криоагентом может быть аммиак или фреон, для водородных и гелиевых ожижителей применяют, например, жидкий азот, кипящий при атмосферном давлении или в вакууме. После испарителя газ проходит через теплообменник АТ4 дроссельный вентиль ВН1, где расширяется до давления р . Расширенный холодный газ, прошедший теплообменники АТ4 и АТ2 вновь поступает в компрессор КМ. Частично сжиженный после дросселя ВН1 газ накапливается в сборнике А К, отсюда жидкость сливается через вентиль ВН2. Испаритель АТЗ размещают между предварительным [c.18]

В процессах низкотемпературного ожижения газов, в частности водорода, значительную роль играет качество предварительной очистки газов от примесей (азота и кислорода), которые затвердевают в ожижителе, мешая нормальной работе как ожижителя, так и различных физических приборов, используюш,их жидкий водород. В ряде случаев, например при работе с жидководородными пузырьковыми камерами, где опасно загрязнение оптических поверхностей, требуется водород с содержанием примесей менее 5-10" объемных долей. Чтобы уменьшить взрывоопасность системы, применяют предварительную каталитическую очистку водорода, которая производится нри комнатной или более высокой температуре. Для удаления примеси азота на входе серийного водородно-гелиевого ожижителя ВГО-1 включены два блока очистки водорода, осуш,ествляемой под высоким давлением и при низкой температуре. Каждый блок имеет осушитель, теплообменник и адсорбционную секцию. Максимальная производительность блока очистки составляет 360 м /ч, рабочее давление —15-1 О Па (150 кгс/см ), скорость газового потока в адсорбере 5 м/мин в расчете на полое сечение. [c.174]

В настояш,ее вре.мя отдельные типы гелиевых ожижителей стали выпускаться серийно наряду с этм1 продолжают разрабатываться уникальные конструкции установок. Рассмотрим устройство некоторых наиболее характерных гелиевых ожижителей. [c.163]

Метод дросселирования с предварительным охлаждением долго был основным, продолжая оставаться популярным и сейчас. Многочисленные ожижители, построенные по этому принципу, часто используют схему с водородным циклом, встроенным в гелиевый ожижитель. Такой цикл имеет установка ГС-2, получившая распространение в СССР. Технологическая схема этой установки включает отдельный замкнутый водородный цикл. Сжатые и очищенные от примесей потоки и Не направляются в общий блок ожижения (рис. 84). В этом блоке (схему потоков см. рис. 70) сжатый при 2,45 MhIai гелий, пройдя последовательно все теплообменники и ванны с жидким азотом и водородом, дросселируется в сборник. В нижней ванне водород кипит под вакуумом = = 15 16° К, при этом ожижается 12% гелия. Жидкость сливается в сосуд Дьюара, а холодные пары проходят обратным 11 [c.163]

Такая конструкция технологически более сложна, она применяется в некоторых типах гелиевых ожижителей П. Капицы, С. Коллинса, Мейснера. Снаружи пучок труб закрыт обечайкой, которая выполняется из тонкого листового материала (латунь. [c.192]

К вакуум-насосу 2 - к манометру . 3 - соединение контейнера с образцом соли с высоковакуумным насосом 4 - -полача газообразного гелия для создания изотермических условий 5 --соединение криостага со сливным устройством гелиевого ожижителя 6 - электрический ввод 7 — экран для защиты от излучения 8 — изгибы и ловушки для защиты от излучения. [c.369]

Гелиево-водородный цикл имеет следующие достоинства водород может ожижаться при сравнительно низком давлении более безопасное ведение технолсгического процесса вследствие значительного сокращения количества и раалеров аппаратов, содержащих взрывоопасный газ - водород. Однако расход электроэнергии при использовании этого цикла существенно выше. Несмотря на свои достоинства, гелиево-водородный цикл не нашел ши] окого применения при создании ожижителей водорода даже лабораторного типа Известен только один лабораторный ожижитель, в котором использовалось гелиевое, охлаждение для получения жидкого водорода. Фирма Артур Д Литтл, выпускавшая с 1946 г. серийные гелиевые ожижители, внесла в их конструкцию специальное устройство, позволявшее ожижать небольшой поток водорода низкого давления [9]. [c.61]

Дальнейшего снижения потерь холода достигают путем применения вакуумных видов изоляции. Так, например, выпускаемый серийно водородный ожижитель ВОС-3 снабжен вакуумнопорошковой изоляцией, а гелиевый ожижитель ГС-2 — высоковакуумной изоляцией с экраном, охлаждаемым жидким азотом. [c.236]

Поршневые детандеры уже в течение многих лет применяются как в ожижителях, так и в других установках глубокого охлаждения. Детандеры с кривошипно-шатунным механизмом (в отличие от детандеров с кулачковым приводом) используются в установке для получения больших количеств гелия из природного газа (Амарилло, США). В США серийно выпускаются гелиевые ожижители конструкции Коллинза. Детандеры этих ожижителей, как и детандеры ожижителя гелия производительностью 45 л/час, сконструированного Коллинзом для криогенной лаборатории Массачусетского технологического института, имеют тонкие длинные штоки и работают при температурах до 10° К ). Таким образом, применение поршневых детандеров в водородных ожижителях средней производительности связано только с выбором соответствующих размеров и особенностей конструкции. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология