Ванна гелиевая

Рис. 3.41. Зависимость максимальной плотности теплового потока в Не-Н от температуры гелиевой ванны п диаметра горизонтального нагревательного элемента, изготовленного из константановой проволочки (глубина погружения Я=100 мм) [51].

НЫМ экраном, который охлаждается жидким азотом, залитым в ванну. Гелиевая и азотная ванны подвешены к корпусу на тонкостенных трубах из малотеплопроводного материала (нержавеющая сталь, нейзильбер и т. д.). Внутренний диаметр тру-6ы выбирается таким, чтобы через него свободно проходил охлаждаемый объект. [c.367]

СТЬЮ таких криостатов, служат оптиче окна на наружном кожухе, а иногда ] низкотемпературной рабочей ванне, гелиевых температурах. [c.370]

Рис. 3.42. Зависимость максимальной плотности теплового потока от глубины погружения и температуры гелиевой ванны (сглаженные кривые) [60].

Коэффициент теплоотдачи а при пленочном кипении Не-П зависит от температуры гелиевой ванны, температуры образца, глубины погружения и характерных размеров. В некоторых случаях пленочное кипе- [c.249]

Рис. 3.43. Зависимость интенсивности теплоотдачи при пленочном кипении Не-П от температуры гелиевой ванны и глубины погружения Я (сглаженные кривые) [59], Тт=80 К.

Коэффициент теплоотдачи увеличивается с ростом глубины погружения экспериментального образца в объем Не-П (рис. 3.43). Влияние глубины погружения уменьшается по мере приближения температуры гелиевой ванны к Х-переходу, полностью исчезая в Я-точке, когда жидкий гелий переходит в нормальное состояние. Как и < и мин коэффициент теплоотдачи в зависимости от температуры гелиевой ванны имеет характерный максимум в районе 7 .= 1,9 К. [c.249]

Одна из возможных причин увеличения коэффициента теплоотдачи с ростом глубины погружения может заключаться в следующем. В условиях кипения в большом объеме давление у свободной поверхности Не-П равно, как правило, давлению насыщения, соответствующему требуемой температуре в объеме ванны. При погружении экспериментального образца в Не-П давление на его поверхности будет превышать давление насыщения на величину гидростатического напора, зависящего от глубины погружения. Тогда, с одной стороны, в случае появления между поверхностью нагрева и Не-П пленки жидкого или газообразного Не-1 граница между двумя гелиевыми фазами будет иметь температуру насыщения, соответствующую местному давлению на этой границе и, следовательно, разность температур [c.249]

Гелиево-водородный конденсационный цикл (рис. 53). Ожижение водорода может быть осуществлено путем его конденсации с помощью гелиевого рефрижератора. Этот цикл состоит из двух самостоятельных контуров (гелиевого и водородного), связанных конденсатором (рис. 53, а). Гелий проходит через теплообменник I, ванну с жидким азотом //, теплообменник III и расширяется в детандере Д до температуры ниже конденсации водорода. Водо- [c.115]

Необратимость отдельных процессов уменьшает действительную холодопроизводительность. Достижимая наинизшая температура в этой машине 0,2° К, при этом действительная холодопроизводительность Qg составляет 15—20% от Q,Jg. Масса образца парамагнитной соли 15 г на температурном уровне 0,26° К холодопроизводительность составляет около 7 мет (70 э сек) и достигает 30 мет (300 э сек) при 0,45° К. Основное достоинство этой машины состоит в возможности поддерживать постоянную низкую температуру в течение длительного времени. Продолжительность каждого рабочего цикла машины составляет 2 мин. Главная сложность при разработке такой машины состоит в обеспечении хороших тепловых контактов и в создании надежно работающих тепловых ключей. Для улучшения тепловых контактов в образец с солью запрессовываются медные ребра и медные тонкие проволочки, что значительно ускоряет процесс теплообмена с гелиевой ванной и охлаждаемым образцом. [c.240]

Гелиевый ожижитель должен быть снабжен вакуумной изоляцией, создаваемой форвакуум-ным и диффузионным насосами 34 и 35. Кроме того, части ожижителя с наиболее низкой температурой защищены специальным экраном-рубашкой, являющейся продолжением внутренней обечайки ванны жидкого воздуха. Потери холода от недорекуперации должны быть минимальными в зоне гелиевых температур. Разность температур на теплом конце гелиевого теплообменника не должна превышать 1° С. [c.190]

За последние годы потребность промышленности в неоне сильно возросла в связи с использованием его в криогенной технике. Поэтому в качестве источника сырья для производства чистого неона организован отбор неоно-гелиевой смеси из блоков крупных воздухоразделительных установок (см. разд. 4.7). Отбираемая неоногелиевая фракция, содержащая 40% (Ые + Не) и 60% N2, подвергается переработке в сырую неоно-гелиевую смесь на установке, схема которой дана на рис. 4.58. Неоно-гелиевая фракция из основного блока разделения воздуха поступает в теплообменник 1, где охлаждается парами отходящего азота, а затем направляется в трубки дефлегматора 2, где она обогащается Ые и Не в результате конденсации азота. В межтрубное пространство дефлегматора поступает жидкий азот из основного блока. Вакуум-насос 11 откачивает пары азота для понижения температуры ванны жидкого азота в дефлегматоре. Пары азота перед поступлением в насос нагреваются в теплообменнике 1 и подогревателе 12. Обогащенная неоно-гелиевая смесь собирается в газгольдере 8, откуда перекачивается мембранными компрессорами 9 в баллоны 10. Установка снабжена указателями уровня 3, 4, указателем расхода 5, манометрами 6, 7 и газоанализатором 13. Баллоны наполняются сырой неоно-гелиевой смесью под давлением 150—165 кгс/см . При работе без откачки паров азота производительность установки составляет около 600 дм ч неоно-гелиевой смеси, содержащей 75— 78% (Ые + Не) коэффициент извлечения Ые-ЬНе равен 0,50—0,52. [c.269]

Отводимый из-под крышки дефлегматора 11 гелий с небольшим количеством азота и следами СН4 направляется в криогенную установку окончательной очистки и ожижения гелия //. Здесь после охлаждения в теплообменнике 12 и ванне жидкого азота 13, кипящего под вакуумом, гелий проходит стадию окончательной очистки в блоке низкотемпературной адсорбции 25. Последовательно проходя через теплообменники 16, 18, 19 гелиевого ожижителя, гелий охлаждается дополнительно, очищается от следов Ые и Н2 в низкотемпературном адсорбере 24 и, пройдя окончательное охлаждение в теплообменниках 23 и 22 гелиевого ожижителя, дросселируется в емкость жидкого гелия 21. В ем- [c.193]

Сжатие поверхности. Представлениям об идеальных поверхностях недавно был посвящен обзор [1] эти представления можно суммировать следующим образом. При помощи гелиевых спектров дифракции, полученных при отражении от решетки ЫР [2], было обнаружено [1], что межионные расстояния на внешней поверхности такие же, как и в кристалле. С того времени как Борн рассчитал теоретические значения поверхностной энергии различных кристаллических граней полярных солей [3], при любом теоретическом подходе к проблеме поверхности твердого тела признавалось, что расстояние между соседними внешними слоями должно быть меньше, чем расстояние между слоями внутри решетки. Предполагаемая степень такого сжатия на поверхности зависит от того, какой закон силы отталкивания используется при расчетах и принимается ли во внимание поляризация и силы Ван-дер-Ваальса, В недавно опубликованной работе Николсона 4] показано, что в случае кубиков приготовленной в вакууме MgO с размерами частиц [c.154]

Эксперимент проводился при гелиевых температурах. При погружении резонатора непосредственно в жидкий гелий резонансная частота резонатора сдвигается, и из-за образования пузырьков кипящего жидкого гелия увеличивается уровень шумов. Поэтому мы были вынуждены поместить волновод, кварцевый светопровод и резонатор в тонкостенную трубку из нержавеющей стали, так что образец находился в атмосфере гелиевого газа. Низкое давление гелиевого газа внутри трубки обеспечивает хороший теплоотвод от образца и резонатора к гелиевой ванне. Температура измерялась угольным термометром, приклеенным к резонатору, и по давлению гелиевых паров при откачке. [c.90]

Подлежащая разделению неоно-гелиевая смесь, предварительно тщательно очищенная от азота, подступает в теплообменник Ь, угольный адсорбер с, проходит змеевик g, размещенный в ванне жидкого азота, и поступает в конденсационный сосуд Н емкостью 450 см . При температуре жидкого водорода неон затвердевает при этом может произойти закупорка трубки, по которой неоно-гелиевая смесь поступает в конденсационный сосуд к. Для ликвидации пробки в случае ее образования на трубке выполнен электрический нагреватель мощностью около 100 ег. По окончании процесса разделения в конденсационном сосуде к оказывается твердый неон, который должен быть отт> да выведен для ускорения газификации в верхней части конденсационного сосуда выполнен электрический нагреватель мощностью также около 100 вт. [c.27]

Окончательная очистка гелиевого концентрата (до 99%) происходит в адсорберах 10, заполненных активированным углем. Адсорберы, работающие попеременно, помещены в ванне с жидким азотом. [c.456]

Угольные адсорберы помещеньи в ванне жидкого азота. При прохождении гелиевого концентрата через охлажденный адсорбер задерживаются все примеси, и чистый 99%-ный гелий выходит из адсорберов. [c.344]

Пары азота из конденсатора 10, обогащенные неоном и гелием, отбираются в концентратор неоно-гелиевой смеси, представляющий собой трубчатку, помещенную в ванну жидкого азота (мерник верхней колонны). В концентраторе большая часть азота из поступающей смеси конденсируется, стекает вниз и дросселируется в верхнюю колонну. Неконденсирующаяся часть — неоно-гелиевая смесь — собирается в верхней части трубчатки, после чего выводится из блока разделения для дальнейшей переработки в специальных установках. [c.12]

Стивенс и др. [96] разработали изящную конструкцию, позволяющую охлаждать до гелиевых температур и источник и поглотитель. Электромеханический вибратор помещен внутрь вакуумной системы. Трубка-шток из нержавеющей стали сначала соединяется гибким многожильным медным проводником с азотной ванной, а затем с гелиевым объемом при помощи плоских пружин из бериллиевой бронзы. Аналогичным образом к гелиевой ванне прикреплен и поглотитель (рис. 2.16). [c.124]

На фиг. 17 дана схема установки непрерывного действия для извлечения неона из неоногелиевой смеси конденсационным способом с применением жидкого неона. [70]. Чистая неоно-гелиевая смесь охлаждается в теплообменнике 5 до 78° К и в холодильнике 4, погруженном в азотную ванну—до 65° К. [c.101]

Полупродукт сжимается мембранным компрессором 12 до 150 кПсм , а затем проходит переключающиеся теплообменники-вымораживатели 8, в которых он охлаждается. Одновременно вымораживаются пары воды, следы углекислого газа (которые могут присутствовать в газе после установки очистки от водорода) и конденсируются углеводороды (не окислившиеся на установке очистки от водорода). Сконденсированные примеси углеводородов отделяются в сепараторе 14. Полупродукт с верха сепаратора проходит змеевик, погруженный в ванну жидкого азота гелиевого очистителя 15, в котором охлаждается до температуры жидкого азота, и поступает в сепаратор 16, также погруженный в ванну жидкого азота. Из сепаратора 16 при давлении 150 кГ/см и охлаждении до температуры [c.183]

Рассмотрим с помощью 7, -диаграммы процессы, происходящие в МК-криогенной установке. В начале пуска все части установки находятся при температуре Т 1 К, и тепловые ключи (1 и К2 (рис. 10.14) замкнуты. Напряженность Н магнитного поля равна нулю. Состояние соли А изображается точкой / на диаграмме (рис. 10.15). Затем ключ К2 размыкается и при повышении напряженности магнитного поля соль А намагничивается до насыщения (точка 2). Теплота намагничивания отводится через ключ /С1 в гелиевую ванну и процесс 1-2 протекает практически в изотермических условиях. Этот процесс аналогичен изотермическому сжатию. Далее ключ К1 размыкается п в адиабатных условиях производится размагничивание соли А. Как и адиабатное расщирение, этот процесс сопровол<дается понг.жением температуры. Разница состоит в том, что в этом случае энергия затрачивается на переориентировку элементарных магнитиков. Аналогичное явление наблюдается при расширении реального газа с положительным дроссель-эффектом, ко1 -да понижение температуры происходит за счет затраты внутренней энергии на преодоление сил притяжения молекул. [c.297]

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]

Следующий процесс цикла начинается с того, что ключ Кг размыкается затем в адиабатных условиях напряженность магнитного поля увеличивают до Н , что приводит к повышению температуры соли А до 7 ь Дальнейшее увеличение нанря-лсенности поля продолжается в изотермических условиях при замкнутом ключе К, а тепло отводится в гелиевую ванну. [c.297]

Минимальная плотность теплового потока при которой происходит обратный переход в зону беспленочного кипения, так же как и д, зависит от глубины погружения — увеличивается по мере роста столба жидкости над поверхностью теплообмена. Зависимость д ая— (Та) аналогична зависимости д = (Т.,) с характерным максимумом при температуре гелиевой ванны, равной приблизительно 1,9 К. [c.249]

Для улавливания угольной пыли на входе и выходе адсорбера установлены фильтры. Регенерация угольных адсорберов производится горячим потоком гелиевого концентрата среднего давления (1,2... 1,8 МПа), отбираемого из потока концентрата блока очистки от водорода. Азотная ванна (рубашка) угольного адсорбера в это же время промывается горячими парами азота. После регенерации адсорбера система освобождается от гелиевого концентрата вакуумированием, а затем захолаживается. [c.248]

К — гелиевый и водородный компрессоры /, ///, V, VII — теплообменники //—ванна с жидким азотом IV— ванна с жидким водородом VI — ванна с вакуумным жидким водородом VIII — сборник жидкого гелия /X — сборник жидкого водорода [c.142]

Наибольший интерес криовакуумной техники связан с гелиевыми установками. Обычно эти установки работают по детандер-ному циклу среднего давления с предварительным охлаждением жидким азотом. Схема ожижительной установки показана на рис. 37. Она включает три ступени охлаждения азотную ванну [c.100]

Ионные радиусы. Принципиальное различие между ионными (см. разд. 3.4) и ван-дер-ваальсовыми радиусами обусловлено неодинаковыми силами притяжения между ионами и между несвязанными атомами при одинаковых силах отталкивания. Например, межионное расстояние в кристалле определяется уравновешенными между собой силами отталкивания гелиевой (для Ы+) и неоновой (для Р ) электронных оболочек и силами притяжения ионов и Р . Энергия притяжения для и Р превышает 400 кДж/моль, а энергия дисперсионного притяжения для Не и N6 составляет всего порядка 4 кДж/моль (при одинаковых энергиях отталкивания). Поэтому в кристалле Ь Р межионное расстояние оказывается значительно меньшим (201 пм). чем рассчитанное простым суммированием ван-дер-ваальсовых радиусов атомов Не и Ne (340 пм). [c.174]

Гелиево-водородный конденсационный цикл (рис.Ш.5) [12, 13]. Водород можно сжижать также при помощи гелиевого рефрижератора. Этот цикл состоит из двух самостоятельных контуров (гелиевого и водородного), связанных конденсатором 5. Холодобразую-щий поток гелия охлаждается последовательно в теплообменнике 3, ванне жвдкого азота 4 и теплообменнике 3 и после этого расширяется в детандере 2 до температуры ниже температуры конденсации водорода. Сжижаемый поток водорода охлаждается в теплообменниках водородного контура 3 и полностью ожижается в конденсаторе 5. [c.59]

На рис. 3-9 дана принципиальная схема гелиевого ожижителя. Сжатый в компрессоре 1 гелий проходит последовательно теплообменники 2, 4, 6 и 8, ванны с жидким воздухом 3, водородом 5, вакуумным водородом 7 и дросселируется в сосуд с жидким гелием. Сдросселированный гелий проходит в обратном направлении через теплообменники 8, б, 4 и 2. Жидкий гелий постепенно накапливается в сборнике 9. [c.188]

На рис. 6-28 показана схема конденсатора-сепаратора для разделения азотно-гелиевой смеси простой конденсацией с последующей сепарацией. Азотно-ге- лиевая смесь при давлении 150 <ата входит через штуцер 1 в змеевик 2, погруженный в ванну 7 с кипящим под атмоферным давлением азотом. [c.365]

В послевоенные годы в США создан ряд установок для сжижения гелия, в которых также используется поршневой детандер. Для увеличения выхода жидкого гелия в установку включают два и три детандера [Л. 5 и 6], работающие на различных температурных уровнях это приводит к значительному сокращению расхода жидкого азота (или воздуха), а в некогорых случаях допускает работу без предварительного охлаждения. В настоящее время в США выпускаются типовые автоматизированные гелиевые ожижители Л. 7]. Ведутся работы в направлении усовершенствования теплообмеиной аппаратуры 1Л. 5 и 8], что существенно для уменьшения габаритных размеров установок. Некоторые конструктивные детали и схемы совре.менных гелиевых ожиж1ителей описаны Разором и Ван-Иттербиком [Л. 9 и 10]. [c.34]

Во всех случаях практического применения сверхпроводящих устройств требуется их погружение в ванну с жидким гелием, а нередко и откачка паров гелия из ванн. В связи с этим разрабатываются ращюнальные конструк-пип гелиевых ванн и техника работы с ними в приборах. [c.154]

Б заключение бегло осветил С5ЩН0Сть магнитного метода получения самого низкого холода плп, как его часто называют, метода адиабатического размагничивания. Он основан на способности некоторых парамагнитных солей (гадолиния, церия, трехвалентного хрома, двухвалентного. марганца и др.) терять свою тепловую энергию в магнитном поле в результате упорядочения структурных элементов. Это сопровождается уменьшением энтропии, а следовательно, охлаждением. Находящуюся в контейнере (трубке) соль помещают в криостат с жидким гелием, а затем вводят в контейнер некоторое количество газообразного гелия, чтобы обеспечить тепловой контакт соли с гелиевой ванной. Далее подводят лгагнитное поле, и соль изотермически намагничивается. Газ откачивают нз контейнера, и с ним уходит тепло,отдаваемое солью тепловой контакт с жидким гелием размыкается. Отключают магнитное ноле, в результате размагничивания температура соли надает значительно ниже температуры жидкого гелия. Цикл многократно повторяется. В итоге парамагнитная соль без особых трудностей может быть охлаждена до нескольких сотых долей градуса абсолютной шкалы. Как сообщалось в печати, этим путем достигнута температура, отстоящая от абсолютного нуля на 0,0002° Использование ядерного магнетизма сулит в будущем еще большее приближение к абсолютному нулю. [c.155]

Несконденсировавшийся в выносном конденсаторе пар, содержащий большую часть поступающего в блок разделения неона и гелия, отбирается в концентратор неоногелиевой смеси, представляющий собой трубчатку, помещенную в ванну жидкога азота (мерник верхней колонны). В концентраторе большая часть азота смеси конденсируется и дросселируется в верхнюю колонну. Несконденсированный остаток (неоно-гелиевая смесь) выводится из верхней части концентратора для дальнейшей переработки в специальных установках. Техническая характеристика агрегата АКТ-17-Г приведена в табл. 1-2. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология