Сосуды для жидких водорода и гелия

Жидкий газ из резервуара может сливаться самотеком (обычно для лабораторных сосудов небольшой емкости), передавливанием с помощью газа, полученного в испарителе, куда подается часть жидкости, или насосов (обычно центробежных). Вместо газа, полученного при испарении части транспортируемой жидкости, можно использовать вспомогательный газ с более низкой температурой кипения, чем перевозимая жидкость. Так, для передавливания жидкого кислорода применяют азот или гелий, для жидкого водорода — гелий, для жидкого метана— азот. Применение азота для передавливания жидкого кислорода экономичнее гелия, однако азот загрязняет жидкий кислород. [c.71]

До недавнего времени сосуды для жидкого водорода и гелия выполнялись только с высоковакуумной изоляцией с применением экрана, охлаждаемого жидким азотом. Применение вакуумно-многослойной изоляции, а также экрана, охлаждаемого холодным газом, позволяет отказаться от использования жидкою азота в этих сосудах. Низкая температура жидкого водорода (—253°С) значительно облегчает поддержание требуемого вакуума в многослойной изоляции. [c.130]

Сосуд для жидкого водорода или гелия с азотным экраном показан на рис. 7.2(5,б. [c.203]

На рис. 13 представлена схема аппарата, в котором осуществляется этот процесс. Аппарат состоит из наружного сосуда Дьюара, в котором расположен вакуумный кожух 4. Внутри кожуха имеется сосуд, заполненный адсорбентом — активированным углем. Пространство 1 предназначено для экспериментальных целей. Вначале процесса сосуд 6 заполнен жидким водородом, а полость 4 — теплообменным газом (гелием) для установления теплового контакта между объемами 5 и 2. Охлажденный адсорбент интенсивно поглощает газообразный гелий, входящий через канал 9. Выделяющаяся теплота адсорбции отводится к жидкому водороду процесс изотермичен. Затем теплообменный [c.31]

Газообразный гелий нагнетается в сосуд С до давления 10— 15 Мн/м , где он охлаждается жидким водородом А. Отвод тепла осуществляется через полость В, заполненную теплообменным газом. Более глубокое охлаждение гелия до 10—12° К возможно с помощью твердого водорода. Затем объем адиабатически изо- [c.151]

А — жидкий водород В — сосуд с теплообменным газом С — сосуд с гелием [c.152]

I — сосуд Дьюара с азотом 2 — вакуумный сосуд 3 — емкость для жидкого водорода 4 — сосуд с гелием 5,6— теплообменники 7 — труба для откачки водорода 8 — слив жидкого гелия 9 — выпускной вентиль [c.153]

Очевидно, установка одного экрана уменьшает перенос тепла в 2 раза, двух экранов — в 3 раза и т. д. Даже при высоком коэффициенте излучения можно значительно снизить тепловой поток путем установки большого числа экранов. В случае применения охлаждаемого до экрана (жидким азотом или другим хладагентом) вычисление тепловых потоков к экрану от наружной оболочки и от экрана к холодной зоне производится по формуле (167). При использовании азотного экрана с = 1Т К тепловой поток к сосуду с жидким водородом или гелием уменьшается примерно в 200 раз по сравнению с теплоизоляцией без экрана. [c.209]

Но к тому времени стараниями ученых, прежде всего англичанина Траверса, появилась возможность получать значительные количества жидкого воздух.а. Стал доступен даже жидкий водород. Благодаря этому Рамзай совместно с Траверсом смог заняться исследованием наиболее труднолетучей фракции воздуха, получающейся после отгонки гелия, водорода, неона, кислорода, азота и аргона. Остаток содержал сырой (то есть неочищенный) криптон. Однако после откачки его в сосуде неизменно оставался пузырек газа. Этот газ голубовато светился в электрическом разряде и давал своеобразный спектр с линиями в областях от оранжевой до фиолетовой. [c.81]

Помещение сосуда Дьюара в резонатор имеет много преимуществ. Его обычно можно быстро извлечь из резонатора или поместить в него, что позволяет сравнительно свободно использовать спектрометр, пока не проводятся низкотемпературные опыты. Можно испытывать значительное число образцов в данном опыте. Сосуды Дьюара [212], предназначенные для исследования образцов при 4,2° К (в жидком гелии) или при 20° К (в жидком водороде), показаны на рис. 190. [c.438]

Схематический промышленного сосуда для хранения и перевозки жидкого водорода или гелия с малыми потерями на испарение [c.105]

Очень интересен сравнительно недавно разработанный способ, позволяющий судить о расположении отдельных атомов на поверхности твердого тела — на закругленном острие тонкой проволоки, радиус которой весьма невелик (порядка 10 А) [41]. Исследуемая проволока помещается в прибор так, что тело ее охлаждается жидким водородом, а острие выходит из охлаждающей рубашки в сосуд, в котором создается не слишком малое давление гелия или неона (1 -10" —3 10 тор). На проволоку и окружающий ее острие кольцевой электрод подается высокое постоянное напряжение (проволока — анод). Вблизи острия возникает поле весьма большой напряженности, вызывающее поляризацию атомов инертного газа. Вследствие этого они притягиваются к поверхности острия и, испытав ряд соударений с ней, теряют электрон, столкнувшись с каким-либо из поверхностных атомов и превращаясь в катион. Последний отталкивается от острия электрическим полем и попадает на фосфоресцирующий экран. На экране появляется сложный симметричный узор изображающий расположение атомов на исследуемой поверхности. [c.48]

Этот вид изоляции нашел применение при защите сосудов для жидких кислорода, азота и аргона емкостью 1—50 л. В сочетании с экранами из фольги, алюминия, меди или неметаллических материалов (а в отдельных случаях с охлаждением жидким азотом) этот вид изоляции применяется также для сосудов, в которых хранятся большие количества жидких водорода или гелия [76]. [c.53]

Многослойная изоляция нашла применение главным образом для защиты трубопроводов и сосудов любой емкости для жидких водорода и гелия и сосудов для жидких кислорода, азота и аргона. [c.54]

Для хранения и транспортирования небольших количеств жидкого гелия, так же как и жидкого водорода, применяют сосуды Дюара, экранированные жидким азотом для уменьшения потерь при испарении. [c.91]

Теплопередача излучением может быть снижена двумя способами. Первый способ, состоящий в понижении температуры теплой граничной стенки, используется в сосудах для жидкого водорода и гелия. Оболочку, окружающую сосуд с водородом или гелием, охлаждают жидким азотом. Понижение температуры оболочки с 293 до 77° К приводит к уменьшению количества излучаемого тепла примерно в 200 раз. В результате удается уменьшить потери жидкого гелия от испарения до величины, более низкой по сравнению с потерями жидкого кислорода. Например, потери гелия от испарения в сосуде емкостью 10 дм с экраном, охлаждаемым жидким азотом, составляют около 1 % в сутки. [c.130]

При повышении а, например, в случае турбулентного потока по трубе при повышенных потерях от испарения или в случае сосудов с жидким водородом и гелием, будет, по-видимому, иметь место другая зависимость, приближающаяся в большей мере к уравнениям (169) и (170). [c.191]

В теплоизоляционных конструкциях с температурой холодной стенки ниже 30° К, в частности, в сосудах для жидких водорода, неона и гелия, создание и поддержание высокого вакуума не вызывает затруднений. Давление паров всех веществ, кроме указанных, не превышает при этих температурах 10 з н мР, что достаточно для эффективной работы всех видов изоляции. Адсорбент здесь необходим лишь для поглощения трех упомянутых газов при проникновении их через неплотности в холодной или теплой стенке. При температуре жидкого гелия 4,2° К аналогичным образом вымораживаются также водород и неон. [c.230]

Некоторые элементы в резервуарах крепят с помощью фланцевых разъемных соединений. Уплотняющим материалом в соединениях на наружном кожухе обычно служит морозостойкая резина 14К-10 (ТУ МХП № 1166—58), которая выдерживает понижение температуры до 210° К без потери своих уплотняющих свойств. Уплотнительные прокладки на фланцевых соединениях внутреннего сосуда, работающего при температуре 77—90° К, выполняются из алюминия или меди. В этом случае прокладка заменяется новой после каждого демонтажа соединения. Хорошим прокладочным материалом для фланцевых соединений, работающих при температурах жидкого водорода и гелия, является индий. [c.239]

Сосуды для жидкого водорода фирма Линде изготовляет емкостью от 150 дм до 107 м , сосуды для гелия — емкостью от 100 дм до 19 м . Сосуд на 150 дм жидкого водорода [111] представляет собой вертикальный цилиндр диаметром 508 мм и высотой 1470 мм, масса в наполненном состоянии 84 кг. Он снабжен изоляцией из материала SI-62 толщиной 22 мм, потери 2% в сутки. [c.261]

Резервуары для хранения больших количеств жидкого водорода и гелия также могут быть выполнены с экраном, охлаждаемым жидким азотом. Примером могут служить [50] сосуды для хранения и транспортирования жидкого водорода емкостью 500, 840 и 2000 дм . Хотя потери от испарения низки и составляют 0,26% в сутки у сосуда на 500 дм , это достигается за счет значительного усложнения конструкции и увеличения массы сосуда. [c.263]

Применение многослойной изоляции позволило отказаться от применения азотного экрана в крупных резервуарах для жидкого водорода и гелия, В сосудах емкостью менее 1 одна лишь многослойная изоляция не обеспечивает требуемого снижения потерь. Проблема решается при использовании экрана, охлаждаемого выходящим паром. [c.263]

Построенные сосуды для хранения и перевозки жидкого водорода (и гелия) в промышленности имеют емкость не более 1000 л. На фиг. 24 показана обычная конструкция такого сосуда с экраном, охлаждаемым жидким азотом. Сосуд состоит из четырех примерно подобных оболочек с вакуумом между первой (снаружи) и второй, а также между третьей и четвертой. Жидкий азот заливается между второй и третьей оболочками, а жидкий водород — во внутренний контейнер. Вакуумное пространство ограничено медными полированными поверхностями [44]. Нормальные потери на испарение в таких сосудах емко- [c.314]

В течение ряда лет для жидкого гелия наиболее широко применяются сосуды Дьюара, подобные сосудам для жидкого водорода (см. фиг. 24), с экраном, охлаждаемым жидким азотом. Номинальные потери на испарение в 100-литровом сосуде составляют 0,5% в сутки жидкого гелия и 3 л в сутки жидкого азота. Одной из причин меньших потерь жидкого гелия в таких сосудах по сравнению с потерями жидкого водорода может быть очень высокий вакуум в изолирующем пространстве вследствие чрезвычайно низкой температуры. [c.317]

Сжатый В компрессоре 1 гелий проходит через маслоотделитель 19 и угольный адсорбер 20 и поступает в ожижитель. В теплообменнике 3 гелий охлаждается обратными потоками холодного воздуха, водорода и гелия. Далее гелий проходит через змеевиковый теплообменник 4, навитый на сосуд жидкого воздуха. Затем сжатый гелий поступает в теплообменник водородной зоны 5, где он охлаждается водородом, вакуумным водородом и гелием, после чего поступает в змеевик 6, навитый на сосуд с жидким водородом. Дальнейшее охлаждение сжатого гелия происходит в теплообменниках 7, 8 и 5. Через теплообменники 7 и 5 проходит обратный холодный гелий. После охлаждения сжатый гелий проходит угольный фильтр 10 и дросселируется вентилем 11 с 32 до 0,5 ати. Полученный жидкий гелий собирается в сосуде 12, откуда он через сливкой вентиль 13 подается в сосуд Дюара. [c.189]

После окончания процесса адсорбции активированный уголь изолируют от притока внешнего тепла и производят процесс десорбции. При понижении давления во время десорбции температура гелия понижается. На рис. 3-26 дана схема десорбционного аппарата Симона. Сосуд Л, заполненный активированным углем, помещен в камере В, которая расположена в сосуде Дюара О с жидким водородом. Р представляет со бой второй вакуумный сосуд, 1В котором расположена камера О. По трубе Е и змеевику гелий подается в сосуд А с активированным углем и происходит процесс адсорбции. Камера В заполнена гелием при низком давлении для отвода тепла адсорбции и передаче его жидкому водороду. Для получения, по возможности, наиболее низких температур жидкий водород кипит под вакуумом. После окончания процесса адсорбции из камеры В откачивается гелий, создается высокий вакуум и сосуд А термически изолирован. После этого понижают давление в сосуде А путем откачки гелия, происходит процесс десорбции, температура угля быстро понижается и достигает температуры, при которой возможно сжижение гелия. Гелий может быть также ожижен в камере О. В эту камеру мож- [c.200]

При температуре жидкого водорода (—253°) неон переходит в твердое состояние, а гелий остается в газообразном состоянии. Вследствие. того, что при температуре —253° диффузия гелия происходит очень медленно, при конденсации неона над твердым неоном собирается газовая смесь, богатая гелием. Для ускорения перемешивания газа несколько раз поднимают ртуть из сосуда 6 до определенного уровня (до метки В или С) и затем опускают. [c.251]

Жидкий кислород, азот, водород, гелий и другие сжиженные газы, залитые в транспортные емкости и сосуды Дюара и отпущенные потребителям. [c.238]

Дальнейшее развитие техники сжижения газов основано на эффекте Джоуля—Томсона, т. е. на принципе охлаждения газа путем его расширения ниже определенной температуры. На этом же принципе К. Линде (1842—1934) разработал способ сжижения газов (машина Линде). С помощью подобного же устройства Дж. Дьюар (1842—1923) впервые получил жидкий водород (1898). В 1908 г. Г. Камерлинг-Онесс (1853—1926) в Лейдене превратил в жидкое состояние гелий. Широко известный сосуд Дьюара рведен в практику в 1892 г. [c.161]

Нанизшая температура жидкого водорода составляет 13,95" К, поэтому дальнейшее понижение начальной температуры возможно путем откачки паров над твердым водородом. При давлении паров 1,7 мм рт. ст.. температура твердого На понижается до 10" К-Для улучшения теплового контакта между твердым водородом и сжатым гелием поверхность гелиевого сосуда выполняется ореб-ренной. Ожижитель Симона, несмотря на все его своеобразие, уступает современным схемам и применяется весьма редко. [c.154]

В сосудах для жидкого водорода и гелия вакуумно-по-рошковая изоляция позволяет исключить азотный экран. [c.364]

Важное значение применение криостатов имеет не только для перевозки и хранения сжиженных газов, но и для различных экспериментальных исследований при низких температурах. На фиг. 209 приведена схема стеклянного криостата для размагничивания, содержащего жидкий гелий. Такие сосуды могут изготавливаться из стекла или металла. В ряде случаев откачка мсжстенного лростра Нства производится непрерывно в течение всего эксперимента 286]. Криостат, показанный на фиг. 209, состоит из двух коаксиально расположенных сосудов Дьюара. Во внутреннем сосуде содержится жидкий гелий, внешний заполняется жидким водородом или азотом для защиты гелия от притока тепла. Гелиевый сосуд связан трубой 1 большого диаметра с вакуумным насосом, служащим для понижения давления пара гелия. К трубе 2 присо-358 [c.369]

Сосуды для хранения. Как жидкий водород, так и жидкий гелий обычно хранят в двойных дьюарах [156]. При этом внешн11Й дьюар заполняют жидким азотом. Для предотвращения чрезмерно быстрого испарения гелия необходимо поддерживать уровень жидкого азота во внешнем дьюаре. В [158] описан экономичный самодельны криостат, а в [44] — криостат для жидкого гелия, в котором парь, гелия охлаждают оболочку до температуры 72—80° К. При этом отпадает необходимость в жидком азоте. Меж-стенный объем дьюара для снижения тепловых потерь вакууми-руется, хотя могут быть использованы и порошковые наполнители [49]. Криостаты для жидкого гелия выпускаются промышленностью. Для заливки жидкого гелия в криостат, где производится эксперимент, используются специальные коммуникационные трубки [131]. Эффективность криостата определяется скоростью испарения жидкого гелия [154]. В [11] описано простое устройство для контроля скорости испарения из дьюара. [c.297]

Резервуар SLH-1000 большой емкости (1000 л) для жидкого водорода на четырехколесной управляемой тележке также выпускает фирма Linde . Резервуар с многослойной изоляцией толщиной 3,17 см, потери при испарении не превышают 1 % в сутки. Внутренний сосуд выполнен из нержавеющей, а кожух из углеродистой стали. Резервуар оборудуется предохранительными клапанами, запорной и регулирующей арматурой. Для передавливания жидкого водорода резервуары емкостью более 1000 л могут иметь испаритель или баллоны с газообразным водородом или гелием [6]. [c.85]

Для сброса образующегося при хранении или перевозке газа на резервуаре имеется труба газосброса, которая в процессе эксплуатации резервуара может быть открыта или закрыта вентилем газосброса. Для отбора проб жидкого водорода предусматривается трубопровод с выходом из нижней части сосуда с вентилем на конце. Продукт из резервуара может выходить самотеком (обычно для сосудов небольшой емкости, типа лабораторных), при передавливании путем подачи газа на зеркало жидкости (газ может быть получен в испарителе резервуара, куда подается для испарения часть жидкости, или со стороны из баллонов) или насосом (обычно центробежным). Вместо паров перевозимого или хранимого жидкого водорода может быть применен гелий, имеющий более низкую температуру кипения, чем жидкий водород. [c.171]

Дальнейшее развитие техники сжижения газов основано на так называемом эффекте Джоуля—Томсона, т. е. на принципе охлаждения сжатого газа, путем его расширения ниже определенной температуры. Па этой основе в 1895 г. К. Линде (1842—1934) разработал машину для сжижения газов (машина Линде). С помощью такого устройства Дж. Дьюар (1842—1923) впервые получил жидкий водород в 1898 г., а в 1908 г. Г. Камерлинг-Оннес (1853—1926) в Лейденском университете превратил в жидкое состояние гелий, который долго не поддавался сжижению. Ширско известный сосуд Дьюара (двустенный, с вакуумом между стенками), позволяющий длительное время сохранять сжиженные газы, был введен в употребление с 1892 г., а в XX в. стал применяться в бытовой технике (термосы). [c.407]

Чтобы обеспечить производство жидкого водорода для военных нужд, построено несколько специальных установок. Для снабжения более мелких потребителей компания Линде построила ожижитель в Тонаванде, шт. Нью-Йорк, откуда жидкие водород и гелий развозятся на автомобилях в количествах до 100 л потребителям в радиусе около 800 км. Для перевозки жидкого водорода и для использования его потребителями выпускаются небольшие прочные сосуды новой конструкции. [c.313]

К. Навеску полимера (20...50 г) помещают в калориметрический сосуд — медный цилиндр с выпуклыми основаниями. Две серии концентрических тонких (0,2 мм) медных пластинок способствуют установлению теплового равновесия в образце. Платиновый термометр сопротивления расположен в центральной стенке. Цилиндрический нагреватель. помещен между двумя рядами пластинок. Калориметр внутри заполнен небольшим количеством гелия, способствующим увеличению теплопередачи между образцом, нагревателем, термометром и калориметрической ячейкой. Калориметр окружен полированной медной ширмой толщиной 0,4 мм, на которой размещены нагреватели, поддерживающие постоянную разность температур между ширмой и калориметром. Калориметр и ширма расположены в камере, где создается вакуум 10" мм рт. ст. (133,3-10" Па). Охлаждение достигается погружением камеры в жидкий водород, азот, твердую углекислоту, лед или воду в зависимости от необходимой температурной области. Температура платинового термометра измеряется мостом Мюллера. Электрическая мощность, подаваемая в нагреватель калориметра, определяется на основании измерений силы тока и напряжения. Сообщалось, что точность измерений на таких калориметрах несколько выше 0,1%. Интересный вариант такого калориметра разработан Пассалио и Кеворкианом (1963), которые уменьшили тепловое значение-калориметра с 85 до 5% от общей теплоемкости. Это достигнуто за счет использования в качестве калориметра самого полимера. Константановый нагреватель запрессовывали в полиэтиленовый цилиндр, а термометр сопротивления вставляли в специальное отверстие. Затем цилиндр покрывали алюминиевой фольгой и подвешивали внутри шнрмы. [c.126]

Фарадеевский метод предпочтителен для таких измерений потому, что вещества, являющиеся- парамагнитными при обычных температурах, часто при низких температурах дают зависимость восприимчивости от поля. Поэтому желательно, чтобы весь образец находился в области почти постоянного магнитного поля. Восприимчивость (большинства парамагнитных веществ приблизительно обратно пропорциональна абсолютной температуре. Поэтому при низких температурах силы часто бывают очень большими. Образец можно подвешивать к весам с помощью кварцевого стержня. Образец окружается двумя сосудами Дьюа-ра, причем внешний заполняется жидким водородом или азотом, а внутренний — жидким гелием. Для самых низких температур образец может быть погружен прямо в охлаждающую жидкость, но при температурах бурного кипения водорода и гелия образец обычно помещается в трубку из нейзильбера в атмосфере водорода или гелия. Это устройство показано схематически на фиг. 13. Различные видоизменения этого прибора могут быть найдены в литературе [68—73]. [c.27]

Для охлаждения калориметра вакуумная камера обычно погружается в охлаждаюущую ванну — сосуд Дьюара с подходящим хладоагентом. В качестве хладоагентов используют жидкий водород (иногда жидкий гелий), жидкий азот, твердую углекислоту в смеси, например, со спиртом, лед. Для еще большего понижения температуры часто практикуется испарение жидкого водорода или жидкого азота при пониженном давлении. При откачке паров азота или водорода насосом большой производительности, например ВН-2 или РВН-20, можно охладить азот или водород ниже тройной точки и достигнуть в ванне с твердым азотом температуры 50—52° К, а в ванне с твердым водородом 10—12° К. [c.307]

В некоторых случаях роль сосудов Дьюара выполняют металлические резервуары, находящиеся в пространстве с высокой степенью разрежения (рис. 76). В нижний резервуар с помощью сифона наливают жидкий водород (или жидкий гелий), в верхний— жидкий азот. Наполнение резервуаров, выливание хладоа- [c.307]

Пользуясь электронным проектором, можно точно и довольно просто определить подвижность адсорбированных веществ. Если бы удалось провести опыт таким образом, чтобы исследуемый газ при выделении его из соответствующего источника (например, кислород с накаливаемой нити, покрытой СиО) адсорбировался лишь на одной части острия, то можно было бы определить, каким путем и при каких температурах острия происходит миграция. Если попытаться выделить газ из источника, поме-ш,енного сбоку от острия, в то время, когда колба проектора имеет комнатную температуру, то молекулы газа, отражающиеся от ее стенок, покроют сразу все острие и опыт будет неудачным. Однако если погрузить колбу в жидкий водород или гелий (температуры равны соответственно 20 и 4° К), то вследствие ничтожной упругости паров всех газов, кроме гелия, при этих температурах и очень высоких коэффициентов прилипания для них описанный опыт удается провести. При этих условиях газ не выделяется со стенок и поэтому покрывается только та часть острия, которая непосредственно обращена в сторону источника газа. Острие можно нагревать пропусканием электрического тока и определять его температуру измерением электрического сопротивления, не вынимая колбы из жидкого гелия. При использовании непосеребренных сосудов Дюара изображения можно наблюдать непосредственно через стеклянные стенки и фотографировать их (рис. 14). [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология