Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.

Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Основні способи отримання низьких та наднизьких температур

Содержание

Основні способи отримання низьких та наднизьких температур ДроселюванняАдіабатне розширенняАдіабатне відкачування париРефрижератори розчиненняАдіабатне розмагнічування Інші способи
КРІОГЕННА ТЕХНІКА І ТЕХНОЛОГІЯЛекція 2 Основні способи отримання низьких та наднизьких температур ДроселюванняАдіабатне розширенняАдіабатне відкачування париРефрижератори розчиненняАдіабатне розмагнічування Інші способи МетаОтримати потрібну температуру, що лежить у кріогенній області, та відвести потрібну теплоту ДроселюванняЕфект Джоуля - Томсона Дроселювання – ізоентальпійний процес.Для ідеального газу проходить без теплового ефекту. ДроселюванняВигляд ізоентальп для реального газуКІ – крива інверсії проходить через максимуми ізоентальп, ∂Т/∂p = 0 ДроселюванняКрива інверсії та зміни температури для Не-4 при дроселюванні від стану (p, ДроселюванняКриві інверсії для газів: а – неонб – гелійв – азотг – ДроселюванняМаксимальна температура інверсії, Ti max, К ДроселюванняЗалежно від початкових параметрів газу температура під час дроселювання може:збільшуватисязменшуватисяне змінюватисяЯкщо Тпоч> ДроселюванняКоефіцієнт Джоуля-Томсонаабо Дроселюваннябо зменшується відстань між молекуламиЗнак залежить від тиску і температури газу ДроселюванняРівняння Ван дер Ваальсаде а – враховує сили міжмолекулярної взаємодії, b – враховує розмір молекул ДроселюванняЗ рівняння Ван дер Ваальса ДроселюванняДля точок на кривій інверсії μJT = 0 , тобто Максимальна температура інверсії коли b/v = 0 , тобто Розширення у детандеріГаз розширюється, виконуючи зовнішню роботуПоршневий детандерТурбодетандер Розширення у детандеріКоефіцієнт ізоентропійного розширенняРозширення у детандері газу завжди призводить до зниження Розширення у детандеріПроблеми при роботі з вологою парою:Нестискуваність рідиниЕрозія лопаток турбодетандераУскладнення змащуванняВирішення: Адіабатне відкачування париСхема кріостата безперервного відкачування пари 3Не: 1 - азотна ванна, Адіабатне відкачування париСхема кріостата безперервного відкачування пари 3Не: 1 - азотна ванна, Адіабатне відкачування париТемператури, одержувані за допомогою адіабатичного відкачування пари різних кріорідин Рефрижератори розчинення3Не розчиняється у 4Не, а при Т Адіабатне розмагнічуванняВикористовують парамагнітні солі (церієво-магнієвий нітрат та інші)Магнітні диполі при намагнічуванні орієнтуються Адіабатне розмагнічуванняДля отримання температур 10-6 ... 10-9 К використовують адіабатне розмагнічування ядер Десорбційне охолодженняВикористовують твердий адсорбентПід час сорбції він отримує енергію молекул і нагрівається, Компресійне охолодження 3НеРозробники І.Я.Померанчук (1950, теорія), Ю.Д.Ануфрієв (1965, дослід)Під час адіабатичного стискання Інші способиСпособи малоефективні, але прості і надійні, використовуються у каскадних системах та Вихорова трубаМалоефективна, але проста та надійна Температури від 160 (каскад) до 270 К Вихорова труба Вихорова трубаЗріджувач метану з вихоровою трубою Термоелектричний охолоджувачМалоефективний, але надійний, не має рухомих частин.Температури від 150К (каскад) до Дякую за увагу!
Слайды презентации

Слайд 2 Основні способи отримання низьких та наднизьких температур
Дроселювання
Адіабатне

Основні способи отримання низьких та наднизьких температур ДроселюванняАдіабатне розширенняАдіабатне відкачування париРефрижератори розчиненняАдіабатне розмагнічування Інші способи

розширення
Адіабатне відкачування пари
Рефрижератори розчинення
Адіабатне розмагнічування
Інші способи

Слайд 3 Мета
Отримати потрібну температуру, що лежить у кріогенній області,

МетаОтримати потрібну температуру, що лежить у кріогенній області, та відвести потрібну

та відвести потрібну теплоту від об’єкта, бажано з мінімальними

витратами енергії та коштів

Слайд 4 Дроселювання
Ефект Джоуля - Томсона
Дроселювання – ізоентальпійний процес.
Для

ДроселюванняЕфект Джоуля - Томсона Дроселювання – ізоентальпійний процес.Для ідеального газу проходить без теплового ефекту.

ідеального газу проходить без теплового ефекту.

Слайд 5 Дроселювання
Вигляд ізоентальп для реального газу
КІ – крива інверсії

ДроселюванняВигляд ізоентальп для реального газуКІ – крива інверсії проходить через максимуми ізоентальп, ∂Т/∂p = 0

проходить через максимуми ізоентальп,
∂Т/∂p = 0

Слайд 6 Дроселювання
Крива інверсії та зміни температури для Не-4 при

ДроселюванняКрива інверсії та зміни температури для Не-4 при дроселюванні від стану

дроселюванні від стану (p, T) до 0,1 МПа та

максимальна (верхня) температура інверсії (p=0,1МПа)

Слайд 7 Дроселювання
Криві інверсії для газів:
а – неон
б –

ДроселюванняКриві інверсії для газів: а – неонб – гелійв – азотг

гелій
в – азот
г – повітря
д – водень
е – газ

Ван-дер-Ваальса

Слайд 8 Дроселювання

Максимальна температура інверсії, Ti max, К

ДроселюванняМаксимальна температура інверсії, Ti max, К

Слайд 9 Дроселювання
Залежно від початкових параметрів газу температура під час

ДроселюванняЗалежно від початкових параметрів газу температура під час дроселювання може:збільшуватисязменшуватисяне змінюватисяЯкщо

дроселювання може:
збільшуватися
зменшуватися
не змінюватися
Якщо Тпоч> Ti max, то незалежно від

початкового тиску газ буде нагріватися.

Слайд 10 Дроселювання
Коефіцієнт Джоуля-Томсона


або

ДроселюванняКоефіцієнт Джоуля-Томсонаабо

Слайд 11 Дроселювання


бо зменшується відстань між молекулами
Знак залежить від тиску

Дроселюваннябо зменшується відстань між молекуламиЗнак залежить від тиску і температури газу

і температури газу

Слайд 12 Дроселювання
Рівняння Ван дер Ваальса

де а – враховує сили

ДроселюванняРівняння Ван дер Ваальсаде а – враховує сили міжмолекулярної взаємодії, b – враховує розмір молекул

міжмолекулярної взаємодії, b – враховує розмір молекул

Слайд 13 Дроселювання
З рівняння Ван дер Ваальса



ДроселюванняЗ рівняння Ван дер Ваальса

Слайд 14 Дроселювання
Для точок на кривій інверсії μJT = 0 , тобто

ДроселюванняДля точок на кривій інверсії μJT = 0 , тобто Максимальна температура інверсії коли b/v = 0 , тобто





Максимальна температура інверсії коли b/v = 0 , тобто

Слайд 15 Розширення у детандері
Газ розширюється, виконуючи зовнішню роботу

Поршневий
детандер
Турбодетандер

Розширення у детандеріГаз розширюється, виконуючи зовнішню роботуПоршневий детандерТурбодетандер

Слайд 16 Розширення у детандері
Коефіцієнт ізоентропійного розширення

Розширення у детандері газу

Розширення у детандеріКоефіцієнт ізоентропійного розширенняРозширення у детандері газу завжди призводить до

завжди призводить до зниження його температури
Розширення у детандері для

того ж діапазону тисків дає нижчу температуру ніж дроселювання
Виконану газом роботу можна корисно використати


Слайд 17 Розширення у детандері
Проблеми при роботі з вологою парою:
Нестискуваність

Розширення у детандеріПроблеми при роботі з вологою парою:Нестискуваність рідиниЕрозія лопаток турбодетандераУскладнення

рідини
Ерозія лопаток турбодетандера
Ускладнення змащування


Вирішення: зрідження газу проводити не у

детандері, а у дроселі, охолоджений детандерний потік використовувати для охолодженння дросельного потоку

Слайд 18 Адіабатне відкачування пари
Схема кріостата безперервного відкачування пари 3Не:

Адіабатне відкачування париСхема кріостата безперервного відкачування пари 3Не: 1 - азотна

1 - азотна ванна, 2 - мідний екран, 3

- гелієва ванна,
4 - вакуумна камера, 5 - одноградусна камера (камера безперервного відкачування 4Не), 6 - камера відкачування 3Не, 7 - дросселі на линиях повернення 3Не и 4Не, 8 - екрани теплового випромінення.

У ванні з 4Не, що є тепловим екра-ном, міститься вакуумна камера, у якій підвішені на тонкостінних мета-левих трубках одноградусна камера і камера відкачування 3Не. До одно-градусної камери через дросель по-стійно надходить рідкий 4Не з ван-ни, і відкачується, підтримуючи температуру (1,2-1,4К).

Слайд 19 Адіабатне відкачування пари
Схема кріостата безперервного відкачування пари 3Не:

Адіабатне відкачування париСхема кріостата безперервного відкачування пари 3Не: 1 - азотна

1 - азотна ванна, 2 - мідний екран, 3

- гелієва ванна,
4 - вакуумна камера, 5 - одноградусна камера (камера безперервного відкачування 4Не), 6 - камера відкачування 3Не, 7 - дросселі на линиях повернення 3Не и 4Не, 8 - екрани теплового випромінення.

Одноградусна камера потрібна для конденсації та охолодження 3Не, що йде до камери відкачування 3Не. Після одноградусної камери потік рідкого 3Не дроселюється і йде у камеру відкачування 3Не. При цьо-му близько 10% рідини йде на те, щоб охолодити її від 1,2К до 0,ЗК.

Слайд 20 Адіабатне відкачування пари
Температури, одержувані за допомогою адіабатичного відкачування

Адіабатне відкачування париТемператури, одержувані за допомогою адіабатичного відкачування пари різних кріорідин

пари різних кріорідин

Слайд 21 Рефрижератори розчинення
3Не розчиняється у 4Не, а при Т

Рефрижератори розчинення3Не розчиняється у 4Не, а при Т

K ця суміш сама сепарується на 2 фази. При

переході 3Не до нижньої фази поглинається теплота.

Слайд 22 Адіабатне розмагнічування
Використовують парамагнітні солі (церієво-магнієвий нітрат та інші)
Магнітні

Адіабатне розмагнічуванняВикористовують парамагнітні солі (церієво-магнієвий нітрат та інші)Магнітні диполі при намагнічуванні

диполі при намагнічуванні орієнтуються за силовими лініями, при цьому

виділяється теплота і навпаки
Температурний рівень – 10-3 К

Слайд 23 Адіабатне розмагнічування
Для отримання температур 10-6 ... 10-9 К

Адіабатне розмагнічуванняДля отримання температур 10-6 ... 10-9 К використовують адіабатне розмагнічування

використовують адіабатне розмагнічування ядер міді, кобальту, поперед-ньо охолоджених до

0,01 К

Принципова схема кріостата ядерного розмагнічування міді (ІФП АН СРСР):
1 - ванна з гелієм, 2 - вакуумна камера, 3,7 - тепловий екран, 4 - камера розчинення 3Не в 4Не, 5 - конічні теплові контакти, 6 - надпровідний тепловий ключ, 8 - холодопровід, 9 - дослідна камера, 10 - дослідний соленоїд, 11 - основний надпровідний соленоїд, 12 - ступінь ядерного розмагнічування.

Слайд 24 Десорбційне охолодження
Використовують твердий адсорбент
Під час сорбції він отримує

Десорбційне охолодженняВикористовують твердий адсорбентПід час сорбції він отримує енергію молекул і

енергію молекул і нагрівається, цю теплоту відводять
Адсорбент теплоізолюють

та вакуумують
За рахунок десорбції адсорбент охолоджується до 4...10 К

Слайд 25 Компресійне охолодження 3Не
Розробники І.Я.Померанчук (1950, теорія), Ю.Д.Ануфрієв (1965,

Компресійне охолодження 3НеРозробники І.Я.Померанчук (1950, теорія), Ю.Д.Ануфрієв (1965, дослід)Під час адіабатичного

дослід)
Під час адіабатичного стискання при температурах нижче 0,3 К

3Не охолоджується доки рідка фаза не затвердне (до 29,3 бар – через лінію заповнення, далі – пресом)
Причина – значний внесок ядерного магнетизму у ентальпію 3Не
Отримують температури до 0,003 К

Схема кристалізаційного кріостата 3Не: 1 - рефрижератор розчинення для попереднього охолодження, 2 - тепловий ключ, 3 - холодопровід, 4 - компресійна камера, 5 - прес із 4Не.

Слайд 26 Інші способи
Способи малоефективні, але прості і надійні, використовуються

Інші способиСпособи малоефективні, але прості і надійні, використовуються у каскадних системах

у каскадних системах та для попереднього охолодження:

Вихорова труба

Термоелектричне охолодження

Слайд 27 Вихорова труба
Малоефективна, але проста та надійна
Температури від

Вихорова трубаМалоефективна, але проста та надійна Температури від 160 (каскад) до 270 К

160 (каскад) до 270 К

Слайд 28 Вихорова труба

Вихорова труба

Слайд 29 Вихорова труба
Зріджувач метану з вихоровою трубою

Вихорова трубаЗріджувач метану з вихоровою трубою

Слайд 30 Термоелектричний охолоджувач
Малоефективний, але надійний,
не має рухомих частин.
Температури

Термоелектричний охолоджувачМалоефективний, але надійний, не має рухомих частин.Температури від 150К (каскад)

від 150К (каскад) до 270 К
Принцип дії ґрунтується на

ефекті Пельтьє. Змінюються температури спаїв різнорідних провідників при пропусканні електричного струму.
  • Имя файла: osnovnі-sposobi-otrimannya-nizkih-ta-nadnizkih-temperatur.pptx
  • Количество просмотров: 165
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Острые желудочно-кишечные кровотечения. Современные принципы диагностики и лечения
Следующая - Машины для перемещения жидкостей

Похожие презентации

Презентация Цлеполагание и рефлексия Презентация Цлеполагание и рефлексия 114
Свойства постоянных магнитов Свойства постоянных магнитов 154
Трение в живой природе Трение в живой природе 140
Сила Сила 199
Исследовательский проект на тему: От фена до самолета Исследовательский проект на тему: От фена до самолета 244
Расчет сопротивления проводников Расчет сопротивления проводников 121
Презентация День космонавтики1 часть Презентация День космонавтики1 часть 54
Свободное падение тел (9 КЛАСС) Свободное падение тел (9 КЛАСС) 139
Презентация по физике Жұмыс.Қуат.Энергия тарауын қайталау Презентация по физике Жұмыс.Қуат.Энергия тарауын қайталау 141
Колебательное движение в физике Колебательное движение в физике 109
Корпусные детали, смазка и уплотнения Корпусные детали, смазка и уплотнения 138
Схема разрывной машины с рычажно-маятниковым силоизмерителем Схема разрывной машины с рычажно-маятниковым силоизмерителем 111
Требования по обеспечению учета электрической энергии для потребителей с максимальной мощностью свыше 670 кВт Требования по обеспечению учета электрической энергии для потребителей с максимальной мощностью свыше 670 кВт 124
Русские учёные Русские учёные 203
Презентация исследования ученика на тему Параметры влажности воздуха Презентация исследования ученика на тему Параметры влажности воздуха 172
Реактивний рух у природі та техніці Реактивний рух у природі та техніці 86
Презентация по физике Атмосферное давление Презентация по физике Атмосферное давление 135
Электроэнергия Электроэнергия 93
Подготовка к ЕГЭ по физике Подготовка к ЕГЭ по физике 142
Тестовая работа по физике 8 класса по теме: Количество теплоты. Единицы количества теплотыв виде презентации. Тестовая работа по физике 8 класса по теме: Количество теплоты. Единицы количества теплотыв виде презентации. 131
Обобщение опыта по физике Самостоятельная работа на уроках физики Обобщение опыта по физике Самостоятельная работа на уроках физики 173
Презентация по физике на тему Презентация по физике на тему 151
Интерференция Интерференция 131
Получение переменного тока Получение переменного тока 109
МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ПРИНЦИПОВ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ПРИНЦИПОВ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ 115
Импульс, работа. энергия Импульс, работа. энергия 110
Особенности методики обучения метанию мяча учащихся общеобразовательной школы Особенности методики обучения метанию мяча учащихся общеобразовательной школы 136
Плавание тел Плавание тел 91
Звуки в воде Звуки в воде 194
Сила. Силы в природе Сила. Силы в природе 116