Техника - молодёжи 1952-12, страница 14

vvv v « i

ЭМАНАЦИЯ РАДИЯ 6'Ю'^1в

ЭМАНАЦИЯ РАДИЯ 6'Ю'^1в

АТМОСФЕРА - КЛАДОВАЯ СЫРЬЯ

Н.

'в каждый задумывался над тем, какие несметные богатства таит в севе воздушный океан. И, может быть, многим покажется удивительным, что есть заводы, оборудованные мощными машинами, выпускающие сотни тысяч тонн разнообразной продукции и использующие как основное сырье обычный воздух. А ведь 99о/₀ всего объемного состава воздуха может быть использовано в нашем народном хозяйстве.

На диаграмме показан состав атмосферного воздуха, без учета содержания водяных паров, так как их количество непостоянно. Из диаграммы видно, что основную часть атмосферы составляют всего два газа —азот и кислород.

Азот широко применяется в химической промышленности как основной продукт для получения удобрений.

Применение кислорода в современной технике даже трудно перечислить. Здесь и производство жидкого топлива, и металлургия, где благодаря кислороду удалось

сократить время плавки и тем самым значительно увеличить производительность доменных и мартеновских печей, и подземная газификация углей. Широкое применение в промышленности нашли газовая сварка и кислородная резка металла. Кислород берут с собой в высотные полеты наши пилоты, кислород зачастую возвращает жизнь тяжело больным.

Редкие газы — аргон, неон, криптон, ксенон — извлекаются как побочные продукты' при получении кислорода и азота из воздуха. Все они широко применяются в светотехнике.

Остальные газы — водород, углекислота и гелий, имеющие широкое техническое применение, — не извлекают из воздуха только потому, что значительно проще и дешевле получать их другими способами.

Волг далеко не полный перечень применения газов, получаемых из атмосферного воздуха.

пературы, то это явление показалось им всего лишь любопытным научным фактом, не имеющим практического значения. И только спустя несколько десятилетий ученые догадались, что этот процесс и является той узкой тропкой, той лесенкой, по которой можно спуститься в область глубоких температур.

Действительно, если сжатому до 6 атмосфер воздуху позволить расшириться до 1 атмосферы, то он охладится на 1,5°, то-есть понижение давления на одну атмосферу вызывает понижение его температуры на ¹/*°. Произведя ряд последовательных сжатий, охлаждений и расширений, можно получить очень низкие температуры.

На этом принципе и работают простейшие машины для получения глубоких температур, для получения глубокого холода.

Подлежащий сжижению воздух поступает в этих машинах в цилиндр первой ступени компрессора высокого давления. Тяжелые поршни компрессора обрушиваются на воздушную подушку, спрессовывают, сжимают ее. В этот момент открываются клапаны и воздух устремляется в образовавшееся отверстие, ведущее в цилиндр второй ступени. Здесь воздух подвергается

дальнейшему сжатию. Пройдя 3—4 ступени, сжатый до 200 атмосфер и сильно нагревшийся при этом воздух поступает в змеевик холодильника, внешняя поверхность которого омывается холодной водой. Здесь воздух охлаждается, предположим, до температуры +30°. Затем он проходит основной холодильник и, стремительно расширяясь в пространство сосуда, охлаждается приблизительно на 40°.

Затем этот воздух, имеющий уже температуру приличного мороза — 10°, проходя через основной холодильник, охлаждает следующую порцию воздуха, поступающую из компрессора. Поэтому ее расширение в сосуд начинается не при +30°, как первой порции воздуха, а при 0° и конечная температура расширившейся второй порции упадет до -50°. "

Этот воздух, охлажденный до температуры трескучего мороза, омывая трубки основного холодильника, по которому в это время проходит третья порция сжатого воздуха, охладит ее на 55°, то-есть примерно до -25°. После расширения этой порции воздуха температура в сосуде понизится до —82° и т. д.

Но как глубоко расположены предельные области, в которые можно

опуститься, применяя этот способ?

Было время, когда целый ряд газов, таких, как кислород, азот, водород, считали несжижаемыми. Действительно, каким чудовищным давлениям ни подвергали эти газы, как ни сжимали их под поршнями гидравлических прессов, они упрямо не желали превращаться в жидкости.

Великий русский ученый Д. И. Менделеев первым показал существование для каждого газа так называемой критической температуры, выше которой, сколь бы высокому давлению ни подвергался газ, он не превратится в жидкость.

Открытие Менделеева лежит в основе техники низких температур. Когда температура в сосуде, вое время понижаясь, упадет, наконец, ниже критической температуры азота и кислорода, они начнут сжижаться. На дно сосуда начнет капать прозрачно-голубая жидкость — жидкий воздух.

Описанным способом и работали первые промышленные установки для получения жидкого воздуха.

В 1937 году советский академик П. А. Капица разработал более экономичный и производительный метод получения жидкого воздуха.

Сжижение воздуха по лому методу не требует предварительного

12