В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Низкотемпературная изоляциия
Вакуумные установки - Выпарные и кристаллизационные аппараты
Оглавление
Низкотемпературная изоляциия
Вакуумно-порошковая изоляция
Все страницы


Такую изоляцию применяют в сосудах для хранения и перевозки сжиженных газов —криостатах, для изоляции трубопроводов с жидкими газами, ожижительных установок, разделительных колонн, лабораторного оборудования и управляемых снарядов. Низкие температуры все в больших масштабах внедряются в технику, и в связи с этим возрастает роль вакуума как средства для изоляции аппаратов.

 


Высоковакуумная изоляция. Простейшие сосуды для хранения и перевозки жидких газов, так называемые сосуды Дьюара, представляют собой двухстенные стеклянные или металлические сосуды с рубашкой, в которой создан высокий вакуум (давление до 10-6 мм рт. ст.).

Теплопередающие поверхности сосуда должны иметь хорошую отражательную способность. Благодаря низкой теплопроводности разреженного газа испарение жидкости в таком сосуде происходит значительно медленнее, чем при использовании какой-либо изоляции, находящейся при атмосферном давлении Теплопередача в таких сосудах происходит в основном излучением. Поверхность с высокой отражательной способностью, которая обеспечивает малый лучистый теплоприток, можно получить применением отожженной алюминиевой и медной фольги или гальваническим покрытием слоем серебра или золота толщиной —0,025 мм.

На рис. 222 показан сосуд емкостью 500 л для жидкого водорода с высоковакуумной изоляцией, поверхности которого тщательно обработаны для получения малой степени черноты. В сосуде применен так называемый азотный экран; значительная часть теплопритока снаружи поглощается в результате испарения жидкого азота. 500-литровая цилиндрическая цистерна из коррозионностойкой стали со сферическими днищами имеет посеребренную поверхность. Внутренний сосуд с жидким водородом имеет вакуумную рубашку; наружная оболочка этой рубашки представляет собой азотный экран, так как она охлаждается находящимся в верхней части сосуда жидким азотом в количестве 220 л.

 

 

Для укрепления внутреннего сосуда использованы растяжки из троса диаметром 2,4 мм из коррозионностойкой стали. Азотный экран также окружен вакуумной рубашкой. Для уменьшения I теплопередачи в наружном вакуумном пространстве установлен дополнительный «плавающий» экран. Он подвешен к наружной оболочке на трех И длинных трубках из коррозионностойкой стали и снабжен тефлоновыми )порами, чтобы не соприкасаться с азотным экраном. Остаточное давление Иввакуумном пространстве 10-6 мм рт. ст. Потери на испарение 0,26% в сутки и водорода и 15,8 л в сутки жидкого азота.

Наибольшие трудности при перевозке и хранении связаны с гелием, Нвк как он имеет самую низкую температуру кипения и малую теплоту •парообразования (табл. 40).

Таблица 40

Газ

Точка кипения в °С

Плотность жидкости в кг/л

Теплота парообразования при нормальном давлении в ккал/кг

Теплота парообразования жидкости в ккал/л

Отношение объема газа к объему жидкости при нормальных условиях

Кислород .......

—183,0

1,140

50,9

58,0

800

Азот .........

—195,8

0,808

47,6

38,5

645

Аргон ........

—185,8

1,374

38,9

53,5

790

Метан.........

—161,5

0,424

137,0

58,1

. 580

Фтор.........

—188,1

1,505

41,1

61,5

880

Водород........

—252,8

0,071

107,5

7,54

786

Гелий .........

—268,9

0,125

5,7

0,71

700

Для хранения и перевозки жидкого гелия применяют стеклянные и металлические сосуды с вакуумной рубашкой и промежуточным азотным экраном. В сосуде емкостью 100 л потери на испарение составляют 0,5% в сутки жидкого гелия. Так как температура жидкого водорода и гелия значительно ниже температуры конденсации и затвердевания воздуха, то при соприкосновении трубопроводов, по которым проходят жидкий водород и гелий, с воздухом на них образуется слой твердого воздуха. Этот слой способствует теплопритоку, поэтому все вентили и трубопроводы, работающие при таких низких температурах, заключены в вакуумные рубашки.

Поверхность вакуумного пространства покрывают хорошо отполированным материалом. В изолирующем пространстве обеспечивается высокий вакуум с помощью диффузионного насоса. В конструкции трубопровода предусмотрены специальные устройства, допускающие температурное расширение и сжатие внутренней трубы по отношению к вакуумной рубашке.

Предложен также способ заполнения рубашки трубопровода углекислым газом. Внутреннюю трубу обматывают стеклянной ватой, заключенной в перфорированную алюминиевую фольгу; вакуумное пространство заполняется чистым углекислым газом при давлении 1,5 атм. При подаче в трубопровод сжиженного газа углекислый газ в вакуумном пространстве конденсируется на внутренней трубе и удерживается там стеклянной ватой. Давление в вакуумном

Предлагается также вообще не откачивать воздух из межстенного пространства сосудов Дьюара для гелия, чтобы конвекцией ускорить охлаждение внутреннего сосуда до температуры жидкого азота. Чтобы предотвратить быструю кристаллизацию воздуха на поверхности внутреннего сосуда при заливании гелия, в межстенное пространство помещают адсорбент, который занимает 2—3% объема этого пространства



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 165 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru