Alapvető tulajdonságait kriogén folyadékok
Cím a munka: A fő tulajdonságait kriogén folyadékok
Szakterület: gyártása és ipari technológiák
Leírás: tervezési alapja CRYOGENIC KÉSZÜLÉK Lecture 1 Főbb jellemzők kriogén folyadékok 1.1. Típusai a folyékony hűtőközeg megszerzésének alacsony hőmérsékleten is lehetséges, hogy különböző kriogén folyadékok elsősorban jellemzi forráspont.
Fájl mérete: 175 KB
Job letöltve: 24 fő.
Alapvető tulajdonságait kriogén folyadékok
1.1. Típusai folyékony hűtőközegek
Az alacsony hőmérséklet különböző kriogén folyadékok, amelyeket elsősorban jellemzi forráspont. forráspontja közötti hőmérsékleten a leggyakoribb hűtőközegek (lásd 1.1 táblázat.) tartományban vannak 4,2-90,1 K.
Folyékony hűtőközeg forráspontja közötti hőmérsékleten (atmoszférikus nyomáson)
1.2. A fő tulajdonságait, a folyadék hűtőközegek
Minden anyagot használunk hűtőközegek, nincs színe, és nincs szag folyékony vagy gáz halmazállapotú. Ők nem mágneses tulajdonságokkal normál körülmények között, és nem áramot vezessenek. Táblázat. 1.4 fő jellemzőit mutatja be a legáltalánosabb hűtőközegek # 150; nitrogén és a hélium.
Fizikai paraméterei a folyékony és gáznemű nitrogén és hélium
Forrási hőmérsékletet, K
A hőmérséklet T cr. K
A P nyomás cr. MPa
Sűrűség kr. kg / m3
A T hőmérséklet tr. K
A nyomás p ck. kPa
Sűrűség . kg / m 3 gőz
Sp. Hőkapacitása gőz
Cp. kJ / (kg K ) folyadék
A párolgási hőt r.
Az arány a entalpiakülönbség a gáz
T = 300 K és T = 4,2 K és a párolgási hőt, I / R
Együtthatók. hővezető. mW / (m K) pár
Dielektromos. állandó folyadék
Normál körülmények között gázok (t = 0 C, p = 101,325 kPa)
Sűrűség . kg / m3
Sp. hőkapacitás C o. kJ / (kg K )
Együtthatók. Hővezető. . mW / (m K)
A gáz mennyisége 1 liter folyadékot:
Nézzük figyelni, hogy több fontos pontot:
- Folyékony hélium sokkal könnyebb nitrogén (sűrűség különböznek csaknem 6,5-szer);
- Folyékony hélium nagyon alacsony a specifikus párolgási hőt r = 20,2 J / g, míg a nitrogén-r = 197,6 J / g. Ez azt jelenti, hogy a párolgás 1 g szükséges nitrogén 9,8-szer több hőt bemeneti. Figyelembe véve a nagy sűrűség közötti különbséget a folyékony hélium és a folyékony nitrogént, és a párolgási hőt literenként még több különböző # 150; 63,3-szer! Ennek következtében, az azonos teljesítményű bemeneti eredményez szignifikánsan eltérő mennyiségű folyadék párolog el a hélium és a folyékony nitrogén. Ez könnyen ellenőrizhető, hogy ha a bemeneti teljesítménye 1 watt óra elpárologni mintegy 1,4 liter folyékony hélium és 0,02 liter folyékony nitrogén;
- szivattyúzással a gőzök a folyékony nitrogén lehet csökkenteni a hármas pont hőmérséklete # 150; T tr = 63,15 K ha p cr = 12,53 kPa. Amikor áthalad a hármas ponton folyékony nitrogén befagyasztására # 150; Ez megy a szilárd állapotban. Ebben az esetben lehet a további szivattyúzást nitrogént gőz át a kristály és, következésképpen, csökkentse a rendszer hőmérséklete. 1.5 táblázat mutatja az értékeket a telített gőz nyomása nitrogén egy széles hőmérséklet-tartományban. A gyakorlatban azonban, mint általában, hogy alacsonyabb hőmérsékletet alkalmazunk vagy a folyékony hélium vagy eszközök az úgynevezett „cryocooler”.
Telített gőz nyomása nitrogén [3]
Megjegyzés: * hármas pont; ** normál forráspontja; *** kritikus pont
Gőznyomás Hélium
Megjegyzés: * pont; ** normál forráspontja; *** kritikus pont
A sűrűsége a folyékony hűtőközeg különböző hőmérsékleteken
folyékony hélium hőmérséklete is alacsonyabb keresztül pumpáló, a hőmérséklet a folyadék egyedülállóan megfelel a gőznyomás (1.6 táblázat). Például, a p nyomás = = 16 Pa hőmérsékletnek felel meg T = 1,0 K. Nem szabad elfelejteni, hogy a hélium nem rendelkezik három-és -pont (T = 2172 K) # 150; átmenet a szuperfolyékony fázisban. Jelenlétében átmenet révén optikai kriosztát -ponttal könnyű felismerni vizuálisan megszűnése ömlesztett forráspontú folyékony hélium. Ez annak köszönhető, hogy hirtelen megnő a termikus folyadék vezetőképességét # 150; 24 mW / (m K) akár 86 kW / (m K).
A vérnyomás csökkentésével a hűtőközeg forráspontja közötti hőmérsékleten (via szivattyúzási gőz) közeg sűrűsége növekszik (lásd. Táblázat. 1.7). Ez a hatás fontos lehet a helyes termometrirovaniya mint a hideg, ezért nehezebb, hélium vagy nitrogén, majd elsüllyed a az edény aljára.
Folyékony hélium költsége több alkalommal a költségek folyékony nitrogén (hozzávetőleges aránya piaci árak a folyékony hélium és a folyékony nitrogén # 150; 20: 1). Ezért, amikor a kriogén hűtési eszközhöz szükség ésszerű kombinációja a folyékony nitrogén előtt hűtés és a folyékony hélium. Szintén fontos szerepet játszik a használata hűtés visszatérő áramlás a elpárologtatott héliumgáz. Ezt jelzi a nagy értéke a kapcsolat entalpiája T = 300 K és T = 4,2 K és a párolgási hőt 70. Azaz, a fűtés a hélium gáz 4.2 K 300 K lesz szükség a 70-szer több hőt, mint párolgás folyékony hélium!
Osztályozása a folyadék mennyiségét hélium szükséges hűtési kriogén eszköz lehet az alábbi megfontolások.
Ha hűtést úgy végezzük, csak az a hő a párolgás, a szükséges mennyiségű folyadék:
Ahol C (T) # 150; A fajhő az anyag; m # 150; anyag tömegének lehűtjük; r # 150; látens hője.
De, mint fentebb megjegyeztük, ez sokkal gazdaságosabb használni, mint egy hűtőgáz által generált folyadék párolog. Feltételezzük, hogy a hélium a gáz melegszik szobahőmérsékleten. Ebben az esetben, az (1.1) transzformáljuk a következőképpen:
ahol F és G # 150; sűrűsége a folyékony és gáz halmazállapotú hélium; i 300 - i 4.2 # 150; a különbség az entalpia egységnyi térfogatú gáz halmazállapotú hélium 4.2 K és 300 K A kiszámított értékek ezek a képletek különböznek közel 40-szer.
A pontos kiszámítása az (1.2) meg kell tudni, hogy a tömeg és a hőmérséklet-függését a hőkapacitás C (T) a lehűtött anyagot. 1.8 táblázat mutatja a fajhője bizonyos anyagok előforduló Cryogenics és táblázat 1.9 eredményeit mutatja be számítások a folyékony nitrogén áramlási sebességét, és a folyékony hélium hűtőközeg lehűlni különböző fémek [4].
Fajhője néhány anyag, J / (g K )
A gyakorlatban, a közbenső eredményt kapjuk, és ez attól függ, hogy a szerkezet a kriosztát és a készség a kísérletvezető. Végül, ha a kriosztát előhűtött folyékony nitrogénnel, a felső integrációs határa a hő kapacitása 77,3, és a entalpiakülönbség kerül 77-4,2 K i = i 77 i 4.2. Figyelemre méltó, hogy ebben az esetben az összeg a hélium szükséges kitölteni a fagyasztóból, csökken mintegy 20 alkalommal. Ez azért van, mert a hőkapacitása szilárd anyagok a hőmérséklet-tartományban az érdeklődés itt változik kb, mint a T 3. Ezért, amikor az előhűtő takarít nagy mennyiségű héliumot. Bár mindkét, természetesen megnöveli a fogyasztást a folyékony nitrogén.
A folyékony nitrogén alkalmazásával a közbenső hűtés és, általában, kell szem előtt tartani, ha dolgozik, folyékony nitrogénben. A folyamat során a töltés az edény folyékony nitrogénnel meleg kezdetben tartja gyors forráspontú folyékony fröccsenő történik (nyitott tartályokban), vagy egy gyors emelkedés nyomás zárt edényben. Aztán, ahogy a hűtési edény vagy tárgy, annál kevésbé lesz turbulens forráspontú. Ebben a lépésben a töltés a tartály el van választva a felületi réteg a folyékony gáz, a hővezető képessége 4,5-szer kisebb, mint a hővezető képessége a folyadék. Ha folytatjuk a transzfúziós folyékony, gáz és a felületi réteg fokozatosan lehűtjük alatta, amíg gázfilm eltűnik, és a nagy részét a folyadék nem kerül érintkezésbe a tartály felületén. Így kezdődik a második időszak gyors forraljuk. És ismét sor kerülhet folyadék fröccsenő és gyors növekedése nyomást. Meg kell jegyezni, hogy a fehér felhők a gőz, amely gyakran látható a transzfúziós folyékony nitrogén vagy hélium, van kondenzálva ki légköri nedvesség, ahelyett, gáznemű nitrogént vagy héliumot, mivel az utóbbi színtelen.
Csakúgy, mint más feladatok érdeklődésére esetleg számot
Számítógépes tárgyak kriminológia. Az információs technológia használata bűncselekmény. Jellemzők sledoobrazovaniya mechanizmus bűncselekmények számítógépes szolgáltatások. Tartalmaz egy oknyomozó vizsgálata a vizsgálat során elkövetett bűncselekmények a számítógép használata.