Малый гелиевый ожижитель

Фотоприемники . Выбор приемника излучения определяется рядом соображений, в числе которых на первом месте стоит диапазон волн, подлежащих исследованию. Длина волны детектируемого излучения существенна, поскольку величина эффекта, производимого фотоном на приемник, определяется его энергией Е, которая, согласно теории Планка, равна ку, где V — частота излучения, связанная с длиной волны соотношением v = Д. Для длинноволнового инфракрасного излучения энергия фотонов очень мала (примерно 0,03 эв при 40 мк), так что их действие при комнатной температуре маскируется тепловыми эффектами в материале приемника. Поэтому для регистрации излучения в этой области приемники необходимо охлаждать. Фотопроводящие приемники на основе германия, легированного примесями, удается сделать чувствительными вплоть до 130 мк (77 где энергия фотонов составляет около 0,01 эв. Они должны работать при охлаждении жидким гелием и поэтому считаются экономически невыгодными. Правда, в последнее время достигнуты значительные успехи в разработке замкнутых систем гелиевых ожижителей, и это дает основание предполагать, что в будущем приемники с гелиевым охлаждением станут обычными при комплектации лучших ИК-спектрометров. Сказанное относится не только к фотопроводящим приемникам характеристики многих тепловых приемников могут быть также значительно улучшены при охлаждении. [c.23]

Поперечноточный витой теплообменник из ребристых трубок (рис. 8-8, э). Ребристые трубки позволяют расширить область применения витого теплообменника в сторону малых расходов при этом получается аппарат с небольшим гидравлическим со-противление.м межтрубного пространства, что особенно важно, например, для гелиевых ожижителей, где подобные теплообменники получили распространение. Скорость газа в межтрубном пространстве 10— [c.247]

Для таких систем, как гелиевые и водородные ожижители малой и средней производительности, широко применяются более эффективные витые теплообменники из медных трубок с низкими накатанными ребрами (рис. 104). Зазоры между слоями обеспечиваются ребрами хлопчатобумажный шнур, проложенный между слоями. [c.194]

Использовать тур бо детандеры в установках малой производительности хотя и возможно (некоторые зарубежные фирмы изготовляют турбодетандерные ожижители гелия с производительностью всего 8— 20 л/ч), но вряд ли целесообразно для таких турбодетандеров характерны малые размеры рабочих колес (диаметр 15— 20 мм), высокая частота вращения ротора (до 10 1/с), повышенные требования к точности изготовления. По данным зарубежных фирм стоимость высокооборотного гелиевого турбодетандера много выше стоимости поршневого детандера той же производительности. [c.315]

Малый гелиевый ожижитель. Руэман [17] сконструировал малый ожижитель, который пригоден для ожижения гелия или водорода. Ожижитель работает по принципу Джоуля-Томсона-Линде. Гелий с давлением не ниже 40 ат может быть подан из обычного газового баллона. Ожижитель изображен на фиг. 66. С—дьюаровский сосуд с жидким водородом. Газообразный гелий поступает в ожижитель через спираль L, где он охлаждается до температуры жидкого водорода, а затем, пройдя внутреннюю трубку теплообменника R , дросселируется через отверстие В в сосуд В. Неожиженный гелий вместе с парами жидкости покидает аппарат через наружную трубку теплообменника Отверстие В регулируется маленьким латунным винтом, устанавливаемым на желаемый расход газа (несколько литров в минуту). Эта регулировка может производиться снаружи аппарата. Размеры сосуда В могут быть изменены по желанию. Руэман пользовался сосудом диаметром 5 мм и высотой 30 мм. Объем С служит резервуаром гелиевого термометра. Контейнер А может быть откачан через трубку [c.184]

Особенности конструкции водородных и гелиевых ожижителей. Особенности сжижения водорода и гелия обусловлены переходом на более низкий уровень температур, чем при сжижении воздуха, и их физическими свойствами. При сжижении водорода и гелия необходимо применять эффективные и надежные теплообменные аппараты для проведения предварительного охлаждения сжатого газа ниже его температуры инверсии высокоэффективную теплоизоляцию из-за малой теплоты испарения жидких водорода и гелия совершенную очистку прямого потока от примесей, которые при сжижении водорода и гелия выпадают в виде твердых кристаллов и частиц конструкционные материалы ожижительных установок с высокими механическими свойствами при очень низких температурах герметизацию оборудования и систем в целях исключения утечек водорода и гелия орто-параконверсию в водородных ожижителях для уменьшения потерь жидкого водорода при хранении. Основным элементом ожижителей водорода и гелия является низкотемпературный блок, состоящий из теплообменных аппаратов, расшири- тельных машин и другого оборудования, заключенного в кожух с высокоэффективной изоляцией. Помимо низкотемпературного блока ожижительная установка включает целый ряд машин и аппаратов, обеспечивающих ее работу. [c.152]

Охлаждение при помощи поршневого детандера. Поршневой детандер впервые был применен Клодом. В принципе поршневой детандер представляет собой просто двигатель с возвратно-поступательным движением поршня в цилиндре, аналогичный паровой машине, которая применяется уже более столетия. Практически наиболее трудной проблемой является проблема смазки при низких температурах. Первоначально Клод использовал для смазки легкие углеводороды, которые при рабочих температурах в его детандере оставались жидкими. В более современных детандерах используются поршни или поршневые кольца из специальных материалов, которые и без смазки могут работать с малым трением и износом. В детандерах установок Горного бюро США для выделения гелия из природного газа используются поршневые кольца из пластмассы (микарта). Коллинз [И] описал ожижитель азота с воздушным детандером, поршень которого покрыт слоем микарты, а бронзовый цилиндр — хромирован. В гелиевом ожижителе-крио-стате конструкции Коллинза [12], который будет описЗн ниже, применены детандеры с цилиндром и поршнем из азотированной стали. По-видимому в таких детандерах смазкой служит сам газ, очень тонкий слой которого во время работы всегда находится между поршнем и цилиндром ). Коллинз установил, что для воздушных детандеров такая пара, как хромированная бронза — пластмасса является более предпочтительной, чем азотированные поршень и цилиндр. Это объясняется не только более простой технологией изготовления первой из вышеупомянутых пар, но и ее меньшей склонностью к повреждениям от твердых инородных частиц (к так называемым затираниям). К-п. д. воздушного детандера Коллинза составляет 85%, причем он не уменьшился после нескольких тысяч часов работы. Поршень и цилиндр воздушного детандера Коллинза показаны на фиг. Г16. Позднее Коллинз сконструировал детандеры с поршнями, поверхность которых состоит из слоев кожи, находящихся в контакте со стенками цилиндра. [c.41]

Изоэнтальнийное расширение сжатого газа используется только в ожижителях малой и средней производительности [76]. Иногда проводится ожижение водорода с помощью гелиевого холодильного цикла, основанного на конденсации водорода за счет охлаждающего действия газообразного гелия, имеющего температуру ниже критической температуры водорода, или методом Симона, являющимся своеобразной модификацией метода изоэнтропийного расширения. [c.44]

Изоэнтальпийное расширение сжатого газа используют только в ожижителях малой производительности. Иногда водород ожижают с помощью гелиевого холодильного цикла, используя холод газообразного гелия с температурой ниже критической температуры водорода, или методом Симона, являющимся своеобразной модификацией метода изоэнтропийного расширения [4, 5]. [c.50]

При устройстве и монтаже оборудования гелиевых систем учитывают ряд особенностей, определяемых свойствами гелия, а также экономическими требованиями (гелий — очень дорогой и дефицитный газ, поэтому к плотности газовых коммуникаций предъявляют особо высокие требования). Применяют сильфонные уплотнения штоков, гелий после продувок и из сальниковых поршневых компрессоров собирают и воз-враш,ают в систему. Не допускается применять мягкие газгольдеры для хранения газообразного гелия. Гелий, поступающий в рефрижераторную или ожижительную установку, должен быть свободен от масла, поэтому на гелиевых установках желательно использовать машины, работающие без смазочного материала, и мембранные компрессоры. Ожижение гелия производят при низких температурах, близких к абсолютному нулю, поэтому к материалам, используемым в гелиевых установках, предъявляют особые требования они должны сохранять высокую ударную вязкость при рабочих температурах, плотность и иметь малую степень черноты и низкую теплопроводность. В гелиевых установках в основном используют медь, алюминий и корризионно-стойкую сталь. Конструкция ожижителя должна обеспечивать минимальные теплопритоки по тепловым мостам из окружающей среды. [c.105]

Многие специалисты по криогенной технике считают целесообразным сливать жидкий гелий из ожижителя периодически, причем в промежутках сливной трубопровод отогревается. Шпендлин[15] указывает, что очень выгодно использовать гелиевый трубопровод такого сечения, чтобы содержимое ожижителя можно было перелить в сосуд в течение нескольких секунд. Такой способ Шпен-длин применял для уменьшения потерь при сливе. Очевидно, что внутренняя труба в гелиевом трубопроводе должна иметь тонкие стенки для обеспечения ее малой теплоемкости. [c.296]