Азот жидкий, коэффициент теплопроводности

Фиг. 37. Зависимость коэффициента теплопроводности Я. от температуры для жидких азота и кислорода.

Рис. 43. Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для жидких азот и кислорода

Фиг. 8.11. Коэффициент теплопроводности жидкого азота [22].

Стандартная процедура подготовки дьюара к заливке жидким гелием заключается в его предварительном охлаждении с помощью жидкого азота, который сравнительно недорог, имеет высокую теплоемкость и прост в обращении. Однако использование еще одного хладагента связано с дополнительными хлопотами, особенно при работе в полевых условиях. Есть и еще один недостаток - перед началом заливки необходимо полностью удалить азот из дьюара. Это очень важно, поскольку жидкий (или твердый) азот плохо проводит тепло (коэффициент теплопроводности 10 " Вт/(см-К) и обладает больщой теплоемкостью при температурах между 77 и 4,2 К, так что для охлаждения одного литра азота до 4,2 К могут потребоваться десятки литров жидкого гелия. Заливать жидкий гелий без предварительного охлаждения жидким азотом имеет смысл, когда есть возможность эффективно охладить испаряющимся гелием внутренность дьюара, т.е. гелиевый резервуар и тепловые экраны. При такой процедуре заливки, часто занимающей много времени (2-10 ч), необходима хорощо теплоизолированная переливная трубка. Нащ опыт показывает, что при охлаждении гелиевого резервуара до 4,2 К, а тепловых экранов до 80 К расходуется примерно по 2 л в 1 ч, после чего заливка жидкости происходит со скоростью 50 л в 1 ч. Сразу после заливки скорость испарения примерно втрое выше, чем в равновесном состоянии, т.е. через 12 24 ч. [c.178]

При вакуумно-порошковой изоляции из аэрогеля или перлита С = 1,3 и ге = 1,9, а при вакуумно-многослойной изоляции С = 0,5 и п = 1,6. Таким образом, потери от испарения в промышленных резервуарах для жидкого кислорода и азота можно принять в среднем пропорциональными. Отношение потерь от испарения в резервуарах с вакуумно-порошковой изоляцией к потерям при многослойной изоляции мало зависит от емкости резервуара и составляет приблизительно 2,5, т. е. в 10 раз меньше отношения коэффициентов теплопроводности изоляций. Можно назвать три причины такого расхождения отношений 1) коэффициент теплопроводности смонтированной на сосуде многослойной изоляции в 2—3 и более раз превышает лабораторный коэффициент теплопроводности 2) толщину многослойной изоляции делают обычно в несколько раз меньше по сравнению с порошковой изоляцией 3) значительную долю от общего теплопритока составляет приток по тепловым мостам. [c.245]

Измерение коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов при низких температурах основано на определении массы испарившейся криогенной жидкости (например, жидкого кислорода или азота) в результате подвода тепла к образцу теплоизоляции. Этот способ используется для определения коэффициента теплопроводности. как при атмосферном давлении, так и в условиях вакуума [81—84]. [c.55]

Наиболее низкие значения теплопроводности получены для многослойной изоляции с бумагой из стеклянного волокна диаметром 0,5 мк и алюминиевой фольгой толщиной 6—12 мк. При понижении температуры холодной стенки с 76 до 20° К, т. е. замене жидкого азота водородом, коэффициент теплопроводности снижается на 20—30%. Измерения распределения температур по толщине изоляции показали, что оно близко к теоретической кривой для случая переноса тепла излучением. Следовательно, излучение остается, по-видимому, основным путем переноса тепла в многослойной изоляции. В этом случае увеличение теплового потока через изоляцию при снижении температуры холодной стенки с 76 до 20° К должно составить согласно уравнению (10) лишь около 0,5%. При этом кажущийся коэффициент теплопроводности, величина которого [c.407]

Для измерения коэффициента теплопроводности насыпной (пористой) тепловой изоляции [85] применяют шаровой прибор (рис. 13), состоящий из внутреннего и наружного шаров, между которыми размешается слой изоляции. Внутренний сосуд полый с горловиной, через которую его заполняют жидким азотом или другой криогенной жидкостью. Шаровой прибор помещают в водяную ванну — термостат, чтобы поддерживать температуру наружной поверхности постоянной. [c.55]

При выборе газа-носителя ледует руководствоваться, в основном, следующим адсорбция газа-носителя при температуре опыта (температура жидкого азота) должна быть настолько мала, чтобы ею можно было пренебречь коэффициенты теплопроводности газа-носителя и адсорбата должны сильно различаться между собой для обеспечения высокой чувствительности катарометра, действие которого основано на том, что нагретое тело теряет тепло со скоростью, зависящей от состава окружающего газа. Поэтому, скорость теплоотдачи может быть использована для определения состава газа [58—60]. [c.299]

Для определения излучательной и поглощательной способностей металлов при низких температурах широко применяется калориметрический метод, аналогичный стационарному методу определения коэффициента теплопроводности. Калориметр представляет собой шаровой или цилиндрический сосуд из стекла или металла, подвешенный на горловине в кожухе такой же формы. Внутренний сосуд заполняется сжиженным газом, например жидким азотом количество тепла, притекающее к внутреннему сосуду, определяется по скорости испарения жидкости. Побочный приток тепла по горловине должен быть сравнительно небольшим, что обеспечивают соответствующим выбором ее размеров и материала или установкой на горловине охранной камеры. В межстенном пространстве поддерживают высокий вакуум. Калориметр помещают в термостат, в котором поддерживается температура 293—300° К- [c.171]

Температура замерзания азота составляет-210 °С, удельная теплота парообразования 200 кДж/кг, плотность жидкости 0,81 кг/л, плотность газа 1,251 кг/м , коэффициент теплопроводности жидкости 0,207 Вт/(м К), газа 0,026 Вт/(м К), удельная теплоемкость жидкости 0,573 Вт/(кг К), газа — 0,29 Вт/(кг К). Для устранения растрескивания при замораживании в жидком азоте продукт предварительно охлаждают парами азота. [c.954]

В зависимости от температуры коэффициент теплопроводности составляет при 70 К =15,05 МВт/(м-К), при 75 К—14,21, а при 87 К коэффициент теплопроводности жидкого азота равен 12,54 МВт/(м-К). [c.14]

При измерениях была применена методика определения коэффициента теплопроводности по количеству испарившегося жидкого азота, которая используется в последние годы для измерений как при атмосферном давлении, так и под вакуумом [6], [8]. [c.37]

Коэффициент теплопроводности жидкого азота [c.437]

Газ-носитель, измерение перепада давления и скорости потока. Применяемые в газораспределительной хроматографии подвижные фазы (гелий, азот, водород, аргон, углекислый газ) практически не растворяются в жидкой фазе. Выбор газа-носителя обусловлен, с одной стороны, свойствами самого газа (чем меньше плотность, тем больше коэффициент диффузии и, следовательно, больше размывание пиков), с другой — от применяемого метода детектирования если он основан на измерении теплопроводности, то более удобны менее плотные газы, теплопроводность которых настолько отличается от таковой других газов, что позволяет определять даже микропримеси. [c.62]

Коэффициент теплопроводности жидкого азота % найдем по рис. 43 для t ond — 94,37° К. [c.318]

Коэффициенты теплопроводности жидких азото-кислородных смесей [c.103]

На площадь пика в значительной мере влияет изменение скорости нодачи газа-носителя высота пика весьма чувствительна к изменениям температуры колонки, скорости газа-носителя и стабильности работы электроизмерительной схемы. Максимальная точность достигается при наличии калибровки для каждого компонента, входящего в состав анализируемых продуктов, особенно если в качестве газа-носителя применяется аргон или азот. При работе с гелием или водородом, теплопроводность которых значительно отличается от теплопроводности определяемых комионентов, градуировка не обязательна. Это положение многократно подтверждено анализами синтетических смесей газообразных и жидких продуктов. В случае анализа сложных смесей, в состав которых входят вещества, заметно разнящиеся по теплопроводности, а также при использовании аргона или азота в качестве газа-носителя, точный количественный состав рассчитывается либо с помощью коэффициентов чувствительности, либо но градуировочным графикам. [c.215]

Медь давно применяется как основной материал- при изготовлении лабораторных сосудов для жидких кислорода и азота. Емкость таких сосудов может быть от 5 до 1000 л. Изделия из меди можно получать выдавливанием или штамповкой, а пайка медных соединений производится весьма просто. Медь имеет высокую отражательную способность и является поэтому особенно подходящим материалом для оболочек, ограничивающих изолирующее вакуумное пространство. Недостатки меди — малая твердость и низкая механическая прочность. Однако благодаря вязкости меди при низких температурах она является сравнительно надежным материалом, так как течет и деформируется без серьезной опасности полного разрушения. Высокая теплопроводность меди во многих случаях весьма полезна, но это делает медь неподходящим материалом для наполнительных и выпускных трубопроводов, проходящих от холодных областей к теплым. Следует отметить, что существует несколько сортов меди, теплопроводность которых при низких температурах может быть весьма различной в зависимости от количества и характера примесей. При проектировании можно руководствоваться данными по коэффициентам теплопроводности, приведенными в гл. 9. Бесшовные медные трубы и листы отличаются отсутствием неоднородностей, пустот и пористых включений. [c.211]

Рыхлые материалы с малым объемным весом, как, например, порошки и волокна, заполненные газом при атмосферном давлении, применяются для изоляции воздушных ожижителей, резервуаров для жидкого кислорода и азота, газоразделительных колонн и другого оборудования,температура которого не опускается ниже температуры кипения жидкого азота. В таких изолирующих материалах отношение объема газового пространства к объему твердого материала может быть от 10 до 100. На фиг. 5.53 представлены коэффициенты теплопроводности некоторых распространенных рыхлых материалов. Теплопроводность лучших образцов этих материалов приближается к теплопроводности воздуха, указывая на то, что воздух, занимающий пространство между частицами, переносит основную часть тепла. Это поясняет принцип газонаполненной изоляции, твердый материал которой предотвращает теплопередачу посредством излучения и конвекции. В идеальном случае передача тепла за счет теплопроводности твердого материала пренебрежимо мала, и тепло переносится только газом. В действительной изоляции некоторое количество тепла проходит непосредственно по частицам порошка или волокнам, и результирующий коэффициент теплопроводности обычно несколько больше коэффициента теплопроводности газа. Исключением являются очень мелкие порошки, расстояния между частицами которых так малы, что средний свободный пробег молекул газа больше этих расстояний теплопроводность газа в этом случае уменьшается, как и при понижении давления. Таким образом, теплопроводность порошковой изоляции даже в случае заполнения порошка газом при атмосферном давлении может быть меньи г, чем теплопроводность газа, заполняющего пространство между частицами. [c.238]

Результаты расчетов при а = 1,5 вполне подтвердили это предположение выяснилось, что в сосуде для жидкого гелия с вакуумно-порошковой изоляцией температура охлаждаемого парами экрана при оптимальном его расположении равна 62° К, т. е. существенно ниже температуры экрана, охлаждаемого жидким азотом. Оптимальное положение экрана характеризуется отношением (Ь—1)/(а—1) =0,25. Необходимо опять указать, что конструктору не следует пользоваться этим значением, пока не получены более подробные данные по коэффициентам теплопроводности. [c.269]

Жидкие воздух, кислород и азот часто передаются по неизолированным металлическим трубам. Определение неизолированные является, возможно, несколько неточным, потому что даже в случае трубы из металла с высокой теплопроводностью, например из меди, существуют два механизма, которые неизбежно образуют некоторое термическое сопротивление тепловому потоку и таким образом отчасти изолируют передаваемую жидкость. Влияние этих механизмов учитывается так называемыми поверхностными коэфициентами коэффициентом теплоотдачи от окружающего воздуха к наружной поверхности трубы и коэффициентом теплоотдачи от внутренней поверхности трубы к жидкости. [c.288]

Из табл. 15 следует, что при понижении температуры холодной стенки с 76 до 20 К,, т. е. при замене жидкого азота жидким водородом, коэффициент теплопроводности снижается на 20—30 Д. Экспериментально установлено, что при температуре холодной стенки 20 К переносится несколько меньшее количество тепла, чем при 76 °К. Это объясняется уменьшением степени черноты алюминия с понижением температуры. При замене стеклобумаги найлоновой сеткой теплопроводность повышается примерно в 3—Л раза, что объясняется повышенной теплопроводностью найлонового волокна, большим его диаметром и отсутствием термического контактного сопротивления между отдельными волокнами. Замена же алюминиевой фольги на алюминизированный майлар приводит к еще большему возрастанию теплопроводности изоляции [119, 133]. [c.121]

Пример Х-4. Вычислить коэффициент теплопроводности Ясм жидкой смеси, содержащей 45 масс, % кислорода и 55 масс. % азота при температуре — 200° С, Коэффициенты теплопроводности чистых жидких компонентов равны между собой Я1 = Я2 = 0,179 ккал (м ч град). Коэффициент теплопроводности смеси, содержащей 15% кислорода и 85% азота Я = 0,172 ккал1 м- ч град). [c.445]

Так как газ проникает в твердую пену только посредством диффузии через стенки пор, при кратковременном воздействии постороннего газа пеноматериал ведет себя как совершенно непроницаемый. Если температура холодной стороны пеномате-риала настолько низка, что газ в близлежащих порах конденсируется и давление его паров становится ничтожно малым, то за счет уменьшения теплопроводности газа на этих участках коэффициент теплопроводности пеноматериала значительно уменьшается. Однако следует заметить, что по изолирующим свойствам пеноматериалы уступают обычным рыхлым материалам, например порошкам, потому что твердая пена образует хотя и извилистую, но сплошную теплопроводящую структуру. В качестве пенообразующего газа при изготовлении многих пеноматериалов используется углекислота, давление паров которой при температуре жидкого азота очень мало. Поэтому теплопроводность свежего пеноматериала при соприкосновении с жидким азотом значительно уменьшается. Но при хранении пеноматериала в течение нескольких месяцев пенообразующий газ в значительной степени замещается воздухом за счет медленной диффузии, и если самая низкая температура равна температуре жидкого азота, то уменьшение теплопроводности вследствие конденсации газа в порах очень мало. При охлаждении холодной поверхности до темпера- [c.240]

Коэффициент теплопроводности жидкого азота Я найден из фиг. 37 для Ткон — 94,36° К- [c.316]

Пример 4.3. Определим время кристаллизации капли воды размером Л =1 10 3 м температуры кристаллизации = 273 К жидкого азота = 77 К. Теплофизические параметры льда коэффициент теплопроводности >-1 = = 2,33 ДжДм с К), плотность р[ = 920 кг/м скрьггая теплота кристаллизации [c.114]

Коэффициенты теплопроводности жидких азото-кнслородных смесей при 73 К [c.85]

Резервуар имеет азотный экран, изготовленный из алюминиевой обечайки и прикрепленных к ней алюминиевых трубок, по которым подается жидкий азот из резервуара, подвешенного в верхней части кожуха в вакуумном пространстве. Внутренний сосуд и азотный экран крепятся к корпусу с помощью высокоэффективных стекпопластиковых подвесок, имеющих низкий коэффициент теплопроводности. Внутренний сосуд и азотный экран покрыты многослойной суперизоляцией. Резервуары могут принимать жидкий гелий непосредственно из ожижителя - через криогенный трубопровод - и выдавать его в транспортную цистерну. Предусмотрена также работа резервуаров с криогенными системами. В этом случае они позволяют стабилизировать работу ожижителя, принимать от него жидкий гелий (излишки) и, наоборот, восполнять недостаток жидкости, выдавая ее в объект охлаждения. Вся работа по захола-живанию резервуара, приему и выдаче жидкого гелия автоматизирована. [c.40]

Коэффициент теплопроводности жидких кислорода и азота, а также их смесей измерялся Хамманом [15], который получил значение примерно 5-10- кал-сек- -см для жидких кислорода и азота и несколько меньшие значения для смесей. Однако Пауэрс, Мэттокс и Джонстон [16], замерявшие коэффициент теплопроводности жидкого азота, получили значения 3-10 —3,6-Ю кал X X сек- -см- К (см. свойства жидкого азота, фиг. 8.11). Эти последние данные характеризуются внутренней согласованностью. Тот факт, что они столь значительно отличаются от данных Хам-мана, вызывает сомнение в точности значений, полученных Хамманом для жидкого кислорода и смесей. В табл. 8.8 приводятся значения Д. Л. Тимрота и Н. В. Цедерберга [17] для коэффициента теплопроводности жидкого и газообразного кислорода при различных давлениях и температурах. [c.314]

Перспективно применение жидких гелия и неона для быстрого получения глубокого вакуума — на охлаждаемой поверхности вымораживаются газы и она действует как отличный вакуум-насос [61 ]. Достигаемый вакуум зависит от природы откачиваемого газа — примеси гелия, естественно, снижают глубину достигаемого вакуума. Применение этого метода получения вакуума сопряжено с трудностями — охлаждаемая поверхность покрывается толстым слоем отложений с низким коэффициентом теплопроводности, что требует создания развитой поверхности. Этот способ используется также, для получения высокоскоростного потока газа низкого давления в специальных аэродинамических трубах для воспроизведения условий, соответствующих большим высотам. Такая аэродинамическая труба была создана в Калифорнии потоком чистого азота были достигнуты скорости, превышающие 150 ООО лкек при давлении 10 мм рт. ст. (поверхность охлаждалась жидким гелием). Аналогичную систему сооружает Институт астрофизики в Торонто, где предполагается вместо жидкого гелия применить жидкий неон [62, 63]. [c.24]

Весьма перспективно для химической технологии теплообмен ное устройство, называемое теплопроводом. Оно пред ставляет собой полностью закрытую металлическую трубу с лю быми профилями сечения, футерованную каким-либо пористо капиллярным материалом (фитилем), например, шерстяной тканью, стекловолокном, сетками, пористыми металлами, полимерами, керамикой и т. п. В полость трубы подается теплоноситель в количестве, достаточном для полной пропитки фитиля. Температура кипения теплоносителя должна обеспечивать отвод тепла (путем испарения) из охлаждаемого рабочего пространства химического реактора или другого аппарата интервал зон температуры — от какой угодно низкой до 2000 °С. В качестве теплоносителя используют металлы (Сз, К, На, Ы, РЬ, А и др.), высоко кипящие органические жидкости, расплавы солей, воду, аммиак, жидкий азот и др.). Предпочтительны жидкости с высокой скрытой теплотой испарения, большим поверхностным натяжением, низкими плотностью и вязкостью. Трубка одной своей частью располагается в зоне отвода тепла, а остальной частью — в зоне конденсации паров. Пары теплоносителя, образовавшиеся в первой зоне, конденсируются во второй зоне, а конденсат возвращается в первую зону под действием капиллярных сил фитиля. Благодаря большому количеству центров парообразования резко падает перегрев жидкости при ее кипении и значительно возрастает коэффициент теплоотдачи при испарении (в 5—10 раз). Особенностью теплопровода является очень высокая эффективная теплопроводность вдоль потока пара (на 3—4 порядка больше, чем у серебра, меди и алю.миния), что обусловлено низким температурным градиентом вдоль трубы. Мощность теплопровода определяется капиллярным давлением, компенсирующим потери напора парового и жидкостного потоков. [c.336]

Пример 4.1. Определим время охлаждения капли воды размером Л = 1 10 м температуры капли начальная Гц = 293 К 1фисгаллизации при нормальных условиях = 273 К температура жидкого азота = 77 К. Теплофизические параметры капли теплопроводность = 0,65 Д>1 (мсК), плотность = 1000 кг/м теплоемкость = 4230 Дж/(кг-К). Температуропроводность воды = = = 0,65/(4230-10 ) = 1,54-Ю"" м с коэффициент теплоотдачи от [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология