Folyékony oxigén
Folyékony oxigén feltöltése a C-130H Hercules repülőgépbe.
A folyékony oxigén (LC, angol folyékony oxigén, LOX) halványkék színű folyadék, amely erős paramágetekhez tartozik. Ez az oxigén négy aggregált állapotának egyike. Folyékony oxigén sűrűsége 1.141 g / cm, és olyan tulajdonságai vannak, mérsékelt kriogén fagyáspontja 50,5 K (-222,65 ° C), és a forráspontja 90.188 K (-182,96 ° C). A folyékony oxigént aktívan használják az űr- és gáziparban, miközben tengeralattjárókat üzemeltetnek. széles körben használják az orvostudományban. Az ipari termelés jellemzően a levegő frakcionált desztillációján alapul. Az oxigén tágulási együtthatója, amikor a folyékony aggregátum állapot gázhalmazállapotban változik, 20 ° C-on 860: 1, amelyet néha kereskedelmi és katonai repülőgépek oxigénes légzőrendszerében használnak.
A folyékony oxigén megszerzésének fő és majdnem kimeríthetetlen forrása az atmoszférikus levegő: a levegő cseppfolyik, majd oxigénre és nitrogénre szétválik.
A kriogén természete miatt a folyékony oxigén anyaghibát okozhat. amelyek kapcsolatba kerülnek vele. A folyékony oxigén egy nagyon erős oxidálószer is. A szerves anyag gyorsan ég a környezetében, nagy hőkibocsátás mellett. Ezen túlmenően ezeknek az anyagoknak, amelyek folyékony oxigénnel vannak impregnálták, előre nem láthatóan felrobbanó tulajdonságokkal rendelkeznek. A kőolajtermékek gyakran ezt a viselkedést mutatják, beleértve az aszfaltot is.
A folyékony oxigén a rakéta tüzelőanyagok széles körben elterjedt oxidatív komponense, általában folyékony hidrogénnel vagy kerozinnal kombinálva. Használata nagy specifikus impulzusnak köszönhető. amelyet az oxidálószer rakétamotorok alkalmazásával állít elő. Oxigén - a legolcsóbb a rakéta tüzelőanyagok használt összetevőitől. Az első használat a német VW Fau-2-ben történt. később az amerikai BR Redstone és Atlas, valamint a szovjet R-7 ICBM-ben. A folyékony oxigént aktívan használják a korai ICBM-ekben, de ezeknek a rakétáknak későbbi verziói nem használják azt a kriogén jelleg és a rendszeres üzemanyagtöltés miatt, hogy ellensúlyozzák az oxidálószer forráspontját, ami megnehezíti a gyors elindulást. Számos modern LPRE mint oxidálószert használ, mint például az RS-24. RD-180.
A folyékony oxigén rendszerekben tömítő tömítőanyagokként olyan anyagokat használnak, amelyek nem veszítik el a rugalmasságot alacsony hőmérsékleten: paronit, fluoroplasztikus. lágyított réz és alumínium. Nagy mennyiségű folyékony oxigén tárolása és szállítása több tíz-1500 m3 rozsdamentes acél tartályban történik, hőszigeteléssel. A külső hővédő burkolat szénacélból is készülhet. A szállítótartályok tartályai AMC ötvözetből is készülnek. A vákuumot használnak-por vagy képernyő-vákuumos hőszigetelés lehet csökkenteni a napi veszteségek forráspontú terméket egy szinten 0,1 - 0,5% (attól függően, hogy a tartály méretének), és az arány a hőmérséklet-emelkedés túlhűtött - 0.4 - 0.5 K naponta. A forró oxigén szállítását nyitott gázkiömlő szeleppel végezzük, és egy túlhűtött, zárt szeleppel, napi legalább 2-szer nyomásszabályozóval; Ha a nyomás nagyobb, mint 0,02 MPa (g), a szelep kinyílik.
A "Oxyliquite" robbanóanyagok gyártásában is aktívan használtak folyékony oxigént, de jelenleg ritkán használják nagyszámú incidens és baleset miatt.
A folyékony oxigén paramágneses tulajdonságainak eltérése a Curie-törvényből az amerikai fizikai-kémikus G. Lewis 1924-ben tetraoxigén molekulát (O4) javasol. [1] Eddig a Lewis-elmélet csak részben igaz: a számítógépes szimuláció azt mutatja, hogy bár nem állnak fenn stabil O4-molekulák a folyékony oxigénben [2]. Az O2 molekulák valójában hajlamosak az ellentétes pörgetésre. amelyek az ideiglenes O2-O2 vegyületeket alkotják [2].
A folyékony nitrogént alacsonyabb forráspontja 77 K (-196 ° C), és a berendezés, amely tartalmazhat folyékony nitrogénnel, hogy lecsapódik a oxigént a levegőből, amikor a legtöbb a nitrogén elpárolog, az ilyen készülékek fennáll annak a veszélye, hogy a maradék folyékony oxigén lehet erősen reagált szerves anyagokkal . Másrészt a folyékony nitrogén vagy a folyékony levegő folyékony oxigénnel telíthetõ, ha a tartályt szabad levegõn hagyja - atmoszférikus oxigén oldódik fel benne. míg a nitrogén gyorsabban elpárolog.
Biztonsági intézkedések a folyékony oxigén használatakor
- Oxigén - nem mérgező, de ha dolgozik vele védelmet védelmét jelenti az esetleges fagyás kell használni: a nyáron - pamut overall, kesztyű, bőr csizma, szemüveg; a télen - feltűnt csizmák, bőrrel, meleg kesztyűkkel, poharakkal szegezve.
- Az oxigén egy nagyon gyúlékony és még robbanásveszélyes termék, amely szerves anyagokkal érintkezik még egy kis hőimpulzus jelenlétében is. Alig égett a levegőben, a hőforrás fényes lángokban égett fel oxigén atmoszférában. Ismerték a dohányzás tragikus következményeit a folyékony oxigén legutóbbi, a talajban való áthaladásának helyén. A gyújtás anyagok, mint például paronit, gumi, pamut anyagból, a polietilén, stb oxigén elegendően hevítve, csak 200-300 ° C-on Még az oxigénnel impregnált szerves anyag éles összehúzódása (például ha nehéz tárgy esik folyékony oxigénnel burkolt aszfalttal) tüzet és robbanást okozhat. Való érintkezés hatására olajok oxigénnel képezhet néhány alkotóelemét endoterm aktív peroxivegyületek, amelyek felhalmozódása vezethet robbanást, így az oxigén érintkezésbe ilyen anyagok bármilyen kiviteli alakok, munkaruhák zsíros, olajos kezek vagy egy eszköz elfogadhatatlan. Befejezése után a munka érintkező folyékony vagy gáz-halmazállapotú oxigén tiltott legkorábban 20-30 perc után a megközelítés, hogy nyissa ki a tűz, világít, és így tovább. P. Amíg oxigén marad a ráncok, a ruházat, a haj, hogy a tüzet teremt tűzveszély.
- A folyékony oxigént tároló tartályokban és helyiségekben végzett hegesztési és javítási munkákat csak két-három órás, meleg levegővel (70-80 ° C) végzett szellőztetés után szabad elvégezni. Mielőtt az oxigént egy új tartályba öntik, az utóbbit zsírtalanítják.
- A folyékony oxigén szivattyúzásakor a rendszer előzetesen "lecsurgolódik" a termék alacsony fogyasztásával. Ennek hiányában a "forró" rendszerben a gázos oxigén intenzív áramlása keletkezik, amely a rendszer elemeinek (szelepek stb.) Éles fordulata és nyomásesése esetén a fém meggyulladását okozhatja.