Джоуля Капицы

Эта установка перевезена в Институт физических проблем в Москве, где и работает в настоящее время. Аппарат, сконструированный П. Капица, значительно более эффективен, чем аппарат, использующий для охлаждения эффект Джоуля—Томсона, и значительно упрощает получение гелия для исследовательских целей. [c.191]

Различают следующие группы циклов глубокого охлаждения с использованием эффекта Джоуля — Томсона, с использованием адиабатического (изоэнтропического) расширения газов, цикл Капицы и др. К циклам первой группы относятся циклы с однократным дросселированием, с однократным дросселированием и аммиачным охлаждением, с двумя давлениями воздуха. [c.102]

Было обнаружено, что эффективность дросселирования через вентиль очень сильно зависит от начального давления. Оптимальными начальными давлениями оказались давления от 16 до 20 ат. Ожижение быстро уменьшается с увеличением давления. При давлении в 22 ат ожижение уже практически прекращается. Капица [38] предполагает, что это явление имеет своей причиной инверсию эффекта Джоуля-Томсона (см. 9 гл. IV). [c.196]

У идеального газа при адиабатическом расширении без совершения внешней работы температура изменяться не должна, но у реального газа при его расширении преодолевается взаимное притяжение соседних молекул, возникающее вследствие действия межмолекулярных сил. На это затрачивается внутренняя энергия газа, и в результате происходит охлаждение это эффект Джоуля — Томсона. Так как отклонение газов от идеального состояния тем значительнее, чем больше давление и ниже температура, то и охлаждение тем сильнее, чем больше разность давлений (до и после расширения) и ниже температура. Однако снижение температуры относительно невелико (0,1—0,3°С на каждую атмосферу снижаемого давления). Значительно бЬль-шее охлаждение достигается при расширении с совершением внешней работы в специальных машинах-детандерах. Охлаждение происходит почти исключительно за счет совершения работы и лишь в небольшой степени за счет дросселирования. В массивных поршневых детандерах, работающих подобно паровым машинам, вследствие их низкого коэффициента полезного действия приходится сжимать воздух до давления 2-10 н/м . В 1938 г. академик П. Л. Капица разработал конструкцию компактного турбодетандера, который работает по принципу реактивной паровой турбины с высокой производительностью и с к. п. д. до 0,83, что позволило снизить начальное давление ежа- [c.217]

В 1934 г. Капица [37—39] построил гелиевый ожижита1ь нового типа, основанный на том же принципе, что и ожижитель Гейланда для воздуха. В этом аппарате часть газообразного гелия проходит поршневую машину, в которой охлаждается, совершая внешнюю работу. Этот охлажденный газ служит для предварительного охлаждения остальной части поступающего в аппарат газа, которая в дальнейшем охлаждается и ожижается за счет эффекта Джоуля-Томсона. В гелиевом ожйжи-теле Капицы единственным хладагентом для предварительного охлаждения аппарата и газа служит жидкий азот, так что в противоположность всем упомянутым выше гелиевым ожижителям охлаждение с помощью жидкого водорода отпадает. На фиг. 73 приведена схема теплообменников ожижителя. Газообразный гелий под давлением 30 ат поступает в ожижитель через трубку 1 [c.192]

Ожижитель гелия Капицы. В 1908 г. Каммерлинг Оннесу удалось получить в жидком состоянии гелий, последний из так называемых вечных газов. Трудность ожижения гелия объясняется тем, что для него температура инверсии эффекта Джоуля — Томсона очень низка. Поэтому для того, чтобы иметь возможность использовать эффект Джоуля — Томсона, необходимо предварительно охладить гелий до температуры жидкого водорода. В методе Каммерлинг Оннеса эффект Джоуля — Томсона использовался поэтапно сначала он применялся для охлаждения водорода, а затем гелия. В настоящее время наиболее распространен метод, в котором иа первом этапе охлаждение производится ие водородом, а путем адиабатического расширения. Метод адиабатического расширения впервые был использован Клодом и Хейландом при получении жидкого воздуха, а затем П. Л. Капица применил его для гелия. Примером ожижителя такого рода может служить машина Коллинза. [c.138]

Гелий является газом, перевод которого в жидкое состояние наиболее затруднителен ввиду чрезвычайно низкой температуры кипения (4,2° К) и низкой температуры инверсии эффекта Джоуля— Томсона (—40°К). Впервые гелий был ожижен Камерлинг-Оннесом (Лейденский университет) в 1908 г. Для ожижения нм был использован цикл с дросселированием и предварительным охлаждением гелия (приблизительно до 14° К) за счет жидкого водорода, кипящего при пониженном давлении. Такой способ получения жидкого гелия весьма широко применяется и в настоящее время, а для лабораторий, имеющих достаточное количество жидкого водорода, является одним из наиболее удобных и целесообразных. При ожижении гелия для лабораторных нужд расход электроэнергии редко принимается во внимание. Гора.здо большее влияние на экономичность оказывает степень сложности маишн-ного оборудования и труд, затрачиваемый на обслуживание ожижителя. Двумя наиболее крупными успехами, достигнутыми вожи-исении гелия после Оннеса, являются 1) расширительный ожижитель Симона и 2) ожижитель с детандерами, впервые созданный Капицей и позднее усовершенствованный Коллинзом. [c.70]