Криогеника
Криоге́ника (от слов греч. κρύος «холод, мороз» + γένος «род, происхождение») — раздел физики низких температур, изучающий закономерности изменения свойств различных веществ в условиях крайне низких («криогенных») температур. Кроме этого, этим термином обозначают технологии и аппаратно-методические средства работы в условиях низких температур. Также определяется как область науки, охватывающая исследование, развитие и применение криогенной техники.
В 1971 году Международный институт холода принял рекомендацию, согласно которой криогенными температурами следует называть температуры ниже 120 Кельвинов (температура конденсации природного газа) до температуры 0,7 K (температура получения жидкого гелия под вакуумом). Все температуры ниже 0,3 K — это область сверхнизких температур, для получения которых используются специальные методы охлаждения.
Методы получения низких температур[править | править код]
Холодильные циклы[править | править код]
Обратный Цикл Карно[править | править код]
Дроссельный цикл[править | править код]
Цикл построен на изоэнтальпийном охлаждении при прохождении через дроссель.
Источники холода в цикле[править | править код]
Дросселирование[править | править код]
Дросселирование — понижение давления за счёт проталкивания вещества через узкое проходное сечение. Не является источником холода, а лишь реализует процесс снижения температуры. Источник холода — такое устройство, в котором происходит изменение энтальпии. Дросселирование же — это изоэнтальпийный процесс.
Детандирование[править | править код]
Детандирование — адиабатное расширение потока вещества с получением внешней работы (происходит от фр.). Различаются детандеры: поршневые, турбо, роторные и др. типов. Детандер является одним из основных источников «холода» (наряду с компрессором в криогенном цикле). Адиабатный КПД поршневых детандеров может достигать 90 % и более, у турбодетандеров при высоких температурах указанный параметр не превышает 70 % (при снижении рабочего диапазона температур КПД снижается).
Адиабатическое размагничивание[править | править код]
Адиабатическое размагничивание — метод получения температур ниже 0,7 K. Метод основан на эффекте выделения теплоты из парамагнитных солей при их намагничивании и последующем поглощении теплоты при их размагничивании.
Также существует ядерное адиабатическое размагничивание. В настоящий момент при помощи этого метода достигнута наиболее низкая температура.
См. также[править | править код]
- Криоагент
- Воздухоразделительные установки
- Рефрижератор растворения
- Видео на ТВ-канале «Наука 2.0» Большой скачок. Криогеника.
Рекомендуемая литература[править | править код]
- Выгодин В. Индустрия холода в XXI веке (рус.) // Империя Холода : журнал. — М., 2004. — № 11. Архивировано 4 марта 2016 года.
- Зайцев А. В.Криогеника в начале XXI века (рус)//журнал НИУ ИТМО.- СПб.,2014. — № 1
- Мендельсон К. Физика низких температур. — М.: ИЛ, 1963. — 277 с.
- Бродянский В. М. От твёрдой воды до жидкого гелия (история холода)
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |