- •Изоляция криогенных систем. Классификация изоляции
- •Изоляция, применяемая при давлении окружающей среды.
- •Теплопередача в разреженных газах
- •Теплообмен излучением. Основные понятия
- •Основные законы излучения
- •Закон Планка
- •Закон Стефана – Больцмана
- •Закон Кирхгофа
- •Теплообмен между двумя бесконечными плоскими параллельными поверхностями телами без наличия экранов
- •Теплообмен между двумя плоскими параллельными пластинами при наличии экранов
- •Теплообмен излучением между телом и его оболочкой
- •Теплообмен излучением между выпуклым телом и его оболочкой при наличии экранов.
- •Теплообмен излучением между двумя выпуклыми телами в самом общем случае
- •Определение угловых коэффициентов излучения и площади взаимного облучения.
- •Метод лучистой (поточной) алгебры.
- •3 Свойство
- •Порошково-вакуумная изоляция.
- •Многослойно-вакуумная изоляция
- •Тепловые мосты.
- •Теплопритоки по тепловым мостам с учетом теплообмена через боковую поверхность тепловых мостов.
- •Хранение криогенных жидкостей.
- •Способы охлаждения криогенных жидкостей.
- •Литература
Хранение криогенных жидкостей.
К особенностям хранения криогенных жидкостей относятся:
1. То, что температура кипения криогенных жидкостей при атмосферном давлении ниже температуры окружающей среды.
2. Низкое значение удельной теплоты парообразования. Это приводит к тому, что даже небольшие теплопритоки криогенной жидкости, находящейся в насыщенном состоянии приводит к ее интенсивному кипению.
Для компенсации этих факторов разрабатываются специальные сосуды для хранения и транспортировки криогенной жидкости.
Они стоят из ёмкостей, теплоизолированных от окружающей среды.
Система подачи жидкости в ёмкость, система слива жидкости из ёмкости, система обеспечения вакуума изоляции, система контроля параметров жидкости в сосуде.
Схема криогенного сосуда имеет вид:
1. Внутренняя емкость хранения криожидкости.
2. Наружный кожух внутреннего сосуда.
3. Система обеспечения вакуума в пространстве между внутренним и внешним сосудом.
4. Система подачи криожидкости потребителю.
5. Система контроля параметров жидкости в сосуде (жидкость отбирается из сосуда и затем в газообразном состоянии, после прохождения системы датчиков обратно возвращается в сосуд).
6. Система обеспечения подачи криожидкости потребителю.
Основным элементом этой системы является испаритель 9. Для того, чтобы жидкость из сосуда подавалась потребителю под давлением через систему 4, из сосуда забирается жидкость, в испарителе 9 испаряется, и затем под давлением пары возвращаются в сосуд, где создают избыточное давление над поверхностью жидкости, обеспечивая повышенное давление самой жидкости.
На каждой магистрали располагаются предохранительные клапаны 7 и манометры 10.
8. Система подачи и отвода жидкости из сосуда.
11. Система, контролирующая давление вакуума в пространстве между сосудами 1 и 2.
Сосуды для хранения жидкости объемом меньше 500 дм3 называют сосудами Дьюара. В этих сосудах в пространстве между кожухом и внутренним сосудом часто располагают какой-либо адсорбер (цеолит в основном), который адсорбирует выделяемые газы и тем самым поддерживая вакуум на заданном уровне.
В сосудах для хранения He и H2 в пространство между внутренним сосудом и кожухом помещают экран и азотную ванну, которая поддерживает температуру экрана на азотном уровне.
Ванна азота имеет свою систему заполнения и сброса давления.
Поверхность экрана покрывают алюминиевой фольгой для уменьшения теплопритоков излучением.
Наружную поверхность кожуха покрывают серебряной краской для уменьшения коэффициента поглощения.
Способы охлаждения криогенных жидкостей.
Если в криососуде криогенная жидкость находится в насыщенном состоянии, то даже незначительные теплопритоки приводят к ее испарению. С другой стороны, если криогенная жидкость находится в сосуде в переохлажденном состоянии, то ее нагрев за счет теплопритоков приводит к повышению температуры, но при этом жидкость не выкипит. Таким образом, одним из условий долговременногохранения криогенных жидкостей без потерь является их либо периодическое, либо постоянное переохлаждение.
Это переохлаждение осуществляется 3-мя способами:
1. Вакуумирование жидкости, т.е. отвод паров жидкости над ее поверхностью.
2. Барботирование.
3. Охлаждение жидкостей внешними источниками холода.