3582316068

PROBLEMY NA EGZAMIN/KOLOKWIUM Z PRZEDMIOTU „Chłodnictwo i kriogenika" rok akademicki 2013/13, semestr zimowy, część kriogeniczna.

Wydział Mechaniczno-Energetyczny, rok IV, prow. prof. Maciej Chorowski Materiał: Wykłady-prezentacje, konspekty, podręcznik „Kriogenika podstawy*, M. Chorowski, Masta, 2007

1. Kriogenika i krintechnika - definicje.

Kriogenika (gr. krios - zimno, genos - ród) - dziedzina nauki (fizyki i techniki) zajmująca się badaniem i wykorzystaniem właściwości ciał w niskich temperaturach, uzyskiwaniem i mierzeniem niskich temperatur.Za niskie temperatury uznaje się temperatury niższe od -150 °C (123 K).

2 C zynniki kriogeniczne (hel, wodór, neon, azot, argon, tlen, metan) i ich podstawowe własności /temperatury parowania, ciepła parowania, własności chemiczne.

W sposób zdecydowany wzrasta przemysłowe wykorzystanie różnych gazów technicznych 1j. tlenu, azotu, argonu, metanu (gazu ziemnego), wodoru, helu, neonu, kryptonu i innych. Gazy te są stosowane zarówno w postaci gazowej jak i ciekłej, a ich normalne temperatury wrzenia leżą w obszarze temperatur kriogenicznych Hel- (gaz trwały) - o normalnej temperaturze wrzenia równej 4,2 K. Jest to w zasadzie najniższa temperatura jaką można uzyskać posługując się izotopem 4He, Stosując izotop helu 3 charakteryzujący się niższą normalną temperaturą wrzenia (3 K) można poprzez obniżanie ciśnienia obniżyć temperaturę do około 0,3 K._

Tabela 1. Własności wybranych cieczy kriogenicznych 12]

Ciosać	M lal	T„ [K]	(91 flrg/m^1]	ps [*9"n^1j	Pi Ikąfni^1]	Tc |K]	Pc PIP#]	AH\f [kJh't<g]	vyv,	V»iVi
Ha	4,003	*2	124,8	18,9	Q,178	S2	0,228	20,3	7.4	701
H	2,010	20,3	70.0	1,34	0,009	33,0	1,29	446 0	52.8	738
Na	20.18	27.1	1207	9,53	0,90	44.5	2,73	85.8	126.0	1341
N	2B.01	77,3	608	4,62	1.25	126.2	3.33	199,0	" /b,0	-Ar
Pow'	28,90	78,8	874	—	1.29	132,6	3,77	206,0	—	678
Ar	39,95	87.3	1396	5,77	1,79	150.9	4,90	183.0	242,0	779
<h	32,00	90,2	1140	4.47	1,43	154,6	5,0<	213.0	255,0	79r
ChU	16,04	<11|	423	1.32	0.717	190.5	4,60	510.0	232,0	590

ZrasiKits syrvlx.'li M - inasł esastaezkowa, T„ - noTiieni ismporatu'* wrMr.a przy p ■ 1 sta, 3H, - ciepło psic^-anln ,j-aę«to44, I7- at>-lefc-łr. T- - tentpttfakiht mywana. P_G - cranieik? toytyrane IMtstsy i - dacz #r,.2-gaf    przy * ala i 0»C. r.- + punkcie

knrtwanwn. *-ixwi4Blraa._li

1

Zasady bezpiecznego posługiwania się ciekłymi gazami

-Zapobieganie wszelkiego rodzajom uszkodzeniom żywych tkanek to przede wszystkim zapobieganie bezpośrednim kontaktom ze źródłem destrukcji (cieczami kriogenicznymi, ich oparami łub zimnymi gazami oraz wyziębionymi częściami urządzenia). Należy więc w czasie pracy nosić odzież ochronną, szczególnie osłonięta powinna być twarz i oczy. Ręce powinny być zabezpieczone luźnymi, wykonanymi z odpowiedniego materiału rękawiczkami, które w razie konieczności (dostania się do nich cieczy) można łatwo zdjąć. Spodnie należy wyciągać na zewnątrz wysokiego obuwia, które musi być także wykonane z odpowiedniego materiału (nie powinien się on łatwo elektryzować, czyli nie mogą to być syntetyki wełna czy jedwab).

-Wszelkie zawory czy otwory, z których może wydostawać się zimna ciecz lub gaz muszą być skierowane tak, aby w razie wycieku nie uderzały one w znajdujących się w pobliżu ludzi (ciecze nie powinny także kapać na znajdujące się w pobliżu oprzyrządowanie i elementy urządzenia, gdyż może to doprowadzić do osłabienia materiału konstrukcyjnego i w konsekwencji do poważniejszych awarii). Ponadto wszystkie rury, przewody lub inne