Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
жоқ Газдарды сұйыту – газды сұйық күйге физикалық түрлендіру (конденсация). Газдарды сұйыту – күрделі процесс, ол әртүрлі қысым мен кеңеюлерді пайдаланып, жоғары қысым мен өте төмен температураға қол жеткізеді, мысалы, турбоэкспандерлерді пайдалану арқылы.
none
Liquefaction of gases is physical conversion of a gas into a liquid state (condensation). The liquefaction of gases is a complicated process that uses various compressions and expansions to achieve high pressures and very low temperatures, using, for example, turboexpanders.
Қолданылуы
Сұйыту процестері ғылыми, өнеркәсіптік және коммерциялық мақсаттарда қолданылады. Көптеген газдарды қалыпты атмосфералық қысымда қарапайым салқындату арқылы сұйық күйге келтіруге болады; алайда, көмірқышқыл газы сияқты кейбіреулеріне қосымша қысым қажет. Сұйыту газ молекулаларының негізгі қасиеттерін (молекулааралық күштер) талдауға немесе газдарды сақтауға, мысалы, сұйытылған мұнай газына (СЖМ), сондай-ақ тоңазыту және кондиционерлеу жүйелерінде қолданылады. Бұл жүйелерде газ конденсаторда сұйытылады, осы кезде булану жылуы бөлінеді, ал буландырушыда буланады, осы кезде булану жылуы сіңіріледі. Аммиак мұндай алғашқы тоңазытқыш болды және әлі де өнеркәсіптік тоңазытуда кеңінен қолданылады, бірақ тұрғын үйлерде және коммерциялық қолданыстарда ол мұнай және галогендерден алынған қосылыстармен іріктеліп алмастырылды. Ауруханаларға тыныс алу проблемалары бар науқастарға газға айналдыру үшін сұйық оттегі жеткізіледі, ал сұйық азот медицинада криохирургияда, сперманы мұздату үшін жасанды ұрықтандыруда, сондай-ақ далалық және зертханалық ғалымдарда үлгілерді сақтау үшін қолданылады. Сұйытылған хлор суда еріту үшін тасымалданады, содан кейін ол суды тазарту, өнеркәсіптік қалдықтарды, канализацияны және бассейндерді санитарлық тазарту, целлюлоза мен маталарды ақтарту, сондай-ақ көміртек тетрахлориді, гликоль және көптеген басқа да органикалық қосылыстарды, сонымен қатар фосген газын өндіру үшін қолданылады. Гелийді (4He) алдын ала салқындатылған Хэмпсон-Линде циклымен сұйыту 1913 жылы Хайке Камерлинг Оннеске Нобель сыйлығын әкелді. Қоршаған ортаның қысымында сұйытылған гелийдің қайнау температурасы 2,17 К-тан төмен, онда сұйық 4He суперсұйықтыққа айналады (1978 жылғы Нобель сыйлығы, Пётр Капица) және екінші дыбыс арқылы жылу өткізгіштігі, нөлдік тұтқырлық және фонтан эффекті сияқты ерекше қасиеттерді көрсетеді. Ауаны сұйыту азот, оттегі, аргон және басқа да атмосфералық инертті газдарды алу үшін криогендік ауа ажырату қондырғысында фракциялық дистилляция арқылы ауа компоненттерін бөлуге пайдаланылады.
Liquefaction processes are used for scientific, industrial and commercial purposes. Many gases can be put into a liquid state at normal atmospheric pressure by simple cooling; a few, such as carbon dioxide, require pressurization as well. Liquefaction is used for analyzing the fundamental properties of gas molecules (intermolecular forces), or for the storage of gases, for example: LPG, and in refrigeration and air conditioning. There the gas is liquefied in the condenser, where the heat of vaporization is released, and evaporated in the evaporator, where the heat of vaporization is absorbed. Ammonia was the first such refrigerant, and is still in widespread use in industrial refrigeration, but it has largely been replaced by compounds derived from petroleum and halogens in residential and commercial applications. Liquid oxygen is provided to hospitals for conversion to gas for patients with breathing problems, and liquid nitrogen is used in the medical field for cryosurgery, by inseminators to freeze semen, and by field and lab scientists to preserve samples. Liquefied chlorine is transported for eventual solution in water, after which it is used for water purification, sanitation of industrial waste, sewage and swimming pools, bleaching of pulp and textiles and manufacture of carbon tetrachloride, glycol and numerous other organic compounds as well as phosgene gas. Liquefaction of helium (4He) with the precooled Hampson–Linde cycle led to a Nobel Prize for Heike Kamerlingh Onnes in 1913. At ambient pressure the boiling point of liquefied helium is Below 2.17 K liquid 4He becomes a superfluid (Nobel Prize 1978, Pyotr Kapitsa) and shows characteristic properties such as heat conduction through second sound, zero viscosity and the fountain effect among others. The liquefaction of air is used to obtain nitrogen, oxygen, and argon and other atmospheric noble gases by separating the air components by fractional distillation in a cryogenic air separation unit.
Линде процесі
Ауа Линде процесі арқылы сұйытылады, онда ауа кезекпен қысылып, салқындатылып және кеңейтіледі, әр кеңейту температураның елеулі түрде төмендеуіне себеп болады. Төмен температурада молекулалар баяу жылжып, аз көлемді алады, сондықтан ауа күйін өзгертіп сұйыққа айналады.
Air is liquefied by the Linde process, in which air is alternately compressed, cooled, and expanded, each expansion results in a considerable reduction in temperature. With the lower temperature the molecules move more slowly and occupy less space, so the air changes phase to become liquid.
Клодтың процесі
Ауаны Клод процесі арқылы да сұйықтыруға болады, онда газ екі камерада екі рет изоэнтропиялық түрде кеңейеді. Кеңейген кезде газ кеңейту турбинасы арқылы жұмыс атқаруға тиіс. Газ әлі сұйық емес, өйткені бұл турбинаны бұзуы мүмкін. Коммерциялық ауа сұйыту станциялары бұл мәселені ауаны суперкритикалық қысымда кеңейту арқылы шешеді. Соңғы сұйыту термиялық кеңейту клапанында изоэнтальпиялық кеңею арқылы жүзеге асырылады.
Air can also be liquefied by Claude's process in which the gas is allowed to expand isentropically twice in two chambers. While expanding, the gas has to do work as it is led through an expansion turbine. The gas is not yet liquid, since that would destroy the turbine. Commercial air liquefication plants bypass this problem by expanding the air at supercritical pressures. Final liquefaction takes place by isenthalpic expansion in a thermal expansion valve.