Жидкий воздух: свойства, состав и применение

Жидкий воздух: свойства, состав и применение

Воздух, как и многие другие газы, может находиться в нескольких агрегатных состояниях. В том числе стать жидкостью при соблюдении определенных условий. Рассмотрим свойства, состав и область применения жидкого воздуха.

Воздух, как и многие другие газы, может находиться в нескольких агрегатных состояниях. В том числе стать жидкостью при соблюдении определенных условий. Рассмотрим свойства, состав и область применения жидкого воздуха.

Рамзай взял 15 литров аргона, запер их в стеклянный баллон, а баллон погрузил в полученный от Хэмпсона жидкий воздух. Аргон сильно охладился и тоже стал жидким.

Матвей Бронштейн

Содержание статьи

  1. Свойства и состав жидкого воздуха
  2. Как получают жидкий воздух
  3. Продукты перегонки жидкого воздуха и их применение

Охлаждая воздух до криогенных, т.е. очень низких температур, получают жидкость бледно-голубого цвета. При поглощении тепла она вновь возвращается в газообразное состояние. Для хранения жидкого воздуха используют особые контейнеры или сосуды Дьюара.

Свойства и состав жидкого воздуха

Газообразный сухой воздух — это смесь трех основных компонентов. Их примерное соотношение:

Углекислый газ (CO2) в составе занимает около 0,03 %. При охлаждении он не переходит в жидкость, а твердеет. Именно поэтому в жидком воздухе при давлении равном 520 кПа углекислота не присутствует.

Остальные вещества, например, неон, криптон, метан, гелий и водород присутствуют в следовых количествах. Их объем варьируется от 0,001818 % до 0,0000087 %.

Свойства жидкого воздуха:

  • Плотность — примерно 0,87 г/см3. Напрямую зависит от состава конкретного образца, в частности от концентрации углекислого газа.
  • Температура кипения составляет -194,35 °C. Поддержание постоянной температуры затруднительно, потому что азот испаряется быстрее, а следовательно, меняется химический состав смеси и нужные для этого процесса условия.
  • Температура замерзания — при нормальном атмосферном давлении около -215,2 °C.

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!
+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Как получают жидкий воздух

В начале 19 века ученым удалось при помощи машины Линде довести воздух до жидкого состояния. Основные элементы установки:

  • компрессор — электродвигатель с насосом;
  • теплообменник — две спиралевидные трубки, расположенные одна в другой;
  • специальный термос для накопления сжиженного газа.

Все комплектующие обязательно покрывали слоем теплоизоляции. Это необходимо для ограждения газов от повышенных окружающих температур.

Жидкий воздух

Технология включала несколько последовательных этапов:

  1. Газовая воздушная смесь проходит очистку от примесей пыли и воды.
  2. Компрессором нагнетают давление до 250 атм. Сжатый таким образом воздух требуется охладить, потому что в процессе происходит выделение тепла. Для этого используют обычную воду.
  3. Далее, после прохождения первого теплообменника, газ разделяют на два потока. Больший направляется в поршневую машину (детандер). Она активизируется благодаря расширению вещества — потенциальную энергию преобразует в механическую. За счет совершения этой работы газ охлаждается.
  4. Пройдя через второй теплообменник, образовавшиеся капли жидкости накапливаются в термосе.
Основная проблема — невозможность использования детандеров в крупных производственных масштабах. Это связано с тем, что дросселирование больших объемов вещества через узкую трубку дорого и энергозатратно. Тем более, что поршни машины обрастают льдом, а значит, требуется осушение воздуха. Это бы дополнительно усложнило процесс. Поэтому поршни решено было заменить на турбину.

Продукты перегонки жидкого воздуха и их применение

Колба с веществомЧаще всего газовую смесь сжижают и используют для получения других веществ — в основном это азот и кислород. Другие инертные газы тоже можно получить путем фракционной перегонки жидкого воздуха.

Способ основан на разнице в температурах кипения составляющих:

  • для кислорода -183 °C;
  • для азота это -196 °C.

При нагревании жидкого воздуха, первым выкипает азот, оставляя насыщенную кислородом жидкость. Достигая температуры -183 °C начинает улетучиваться и кислород. Таким образом, благодаря термическому воздействию успешно разделяют газовую смесь.

Особенность процесса — невозможность выделения азота и кислорода высокой степени чистоты за один прогон. При приближении концентрации N к 50 %, насыщение паров кислородом доходит до 20 %. Поэтому газ конденсируют и направляют в установки для последующих перегонок. В промышленных масштабах кислород и азот получают на ректификационных колоннах.

Продукты перегонки применимы в различных сферах:

  • кислород — необходим на производстве для сварки или резки, а также используется в медицине;
  • азот — популярен в качестве хладагента в медицине и косметологии.

Приобретая криогенные жидкости, важно убедиться в высоком уровне их качества. Для этого мы готовы предоставить всю необходимую документацию. Производство проходит в полном соответствии с технологическим процессом и требованиями безопасности уже более 15 лет. Для доставки используем собственные автомобили и экранно- или порошково-вакуумную изоляцию. Для заказа жидкого азота или кислорода звоните или оставляйте заявку на сайте.

Источники:

  1. https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.869061d6-631994cf-ff161fec-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Liquid_air
  2. Энциклопедия газовой промышленности. С. К. Басниев

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

От чего зависит плотность жидкого воздуха?

От состава, по большей части от концентрации углекислого газа.

При какой температуре жидкий воздух закипает?

При температуре −194,35°C.

Какие вещества получают из сжиженной газовой смеси?

В осносном азот и кислород.

Жидкий воздух: свойства, состав и применение
ООО «ТАНТАЛ-Д»
140050, Россия, Московская обл., Люберецкий р-он, пос. Красково, ул. Карла Маркса, д. 117, строение 16 (территория ВНИИСТРОМ 12 км от МКАД)
+7 495 532 17 17

Воздух, как и многие другие газы, может находиться в нескольких агрегатных состояниях. В том числе стать жидкостью при соблюдении определенных условий. Рассмотрим свойства, состав и область применения жидкого воздуха.

Рамзай взял 15 литров аргона, запер их в стеклянный баллон, а баллон погрузил в полученный от Хэмпсона жидкий воздух. Аргон сильно охладился и тоже стал жидким.

Матвей Бронштейн

Содержание статьи

  1. Свойства и состав жидкого воздуха
  2. Как получают жидкий воздух
  3. Продукты перегонки жидкого воздуха и их применение

Охлаждая воздух до криогенных, т.е. очень низких температур, получают жидкость бледно-голубого цвета. При поглощении тепла она вновь возвращается в газообразное состояние. Для хранения жидкого воздуха используют особые контейнеры или сосуды Дьюара.

Свойства и состав жидкого воздуха

Газообразный сухой воздух — это смесь трех основных компонентов. Их примерное соотношение:

Углекислый газ (CO2) в составе занимает около 0,03 %. При охлаждении он не переходит в жидкость, а твердеет. Именно поэтому в жидком воздухе при давлении равном 520 кПа углекислота не присутствует.

Остальные вещества, например, неон, криптон, метан, гелий и водород присутствуют в следовых количествах. Их объем варьируется от 0,001818 % до 0,0000087 %.

Свойства жидкого воздуха:

  • Плотность — примерно 0,87 г/см3. Напрямую зависит от состава конкретного образца, в частности от концентрации углекислого газа.
  • Температура кипения составляет -194,35 °C. Поддержание постоянной температуры затруднительно, потому что азот испаряется быстрее, а следовательно, меняется химический состав смеси и нужные для этого процесса условия.
  • Температура замерзания — при нормальном атмосферном давлении около -215,2 °C.

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!
+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Как получают жидкий воздух

В начале 19 века ученым удалось при помощи машины Линде довести воздух до жидкого состояния. Основные элементы установки:

  • компрессор — электродвигатель с насосом;
  • теплообменник — две спиралевидные трубки, расположенные одна в другой;
  • специальный термос для накопления сжиженного газа.

Все комплектующие обязательно покрывали слоем теплоизоляции. Это необходимо для ограждения газов от повышенных окружающих температур.

Жидкий воздух

Технология включала несколько последовательных этапов:

  1. Газовая воздушная смесь проходит очистку от примесей пыли и воды.
  2. Компрессором нагнетают давление до 250 атм. Сжатый таким образом воздух требуется охладить, потому что в процессе происходит выделение тепла. Для этого используют обычную воду.
  3. Далее, после прохождения первого теплообменника, газ разделяют на два потока. Больший направляется в поршневую машину (детандер). Она активизируется благодаря расширению вещества — потенциальную энергию преобразует в механическую. За счет совершения этой работы газ охлаждается.
  4. Пройдя через второй теплообменник, образовавшиеся капли жидкости накапливаются в термосе.
Основная проблема — невозможность использования детандеров в крупных производственных масштабах. Это связано с тем, что дросселирование больших объемов вещества через узкую трубку дорого и энергозатратно. Тем более, что поршни машины обрастают льдом, а значит, требуется осушение воздуха. Это бы дополнительно усложнило процесс. Поэтому поршни решено было заменить на турбину.

Продукты перегонки жидкого воздуха и их применение

Колба с веществомЧаще всего газовую смесь сжижают и используют для получения других веществ — в основном это азот и кислород. Другие инертные газы тоже можно получить путем фракционной перегонки жидкого воздуха.

Способ основан на разнице в температурах кипения составляющих:

  • для кислорода -183 °C;
  • для азота это -196 °C.

При нагревании жидкого воздуха, первым выкипает азот, оставляя насыщенную кислородом жидкость. Достигая температуры -183 °C начинает улетучиваться и кислород. Таким образом, благодаря термическому воздействию успешно разделяют газовую смесь.

Особенность процесса — невозможность выделения азота и кислорода высокой степени чистоты за один прогон. При приближении концентрации N к 50 %, насыщение паров кислородом доходит до 20 %. Поэтому газ конденсируют и направляют в установки для последующих перегонок. В промышленных масштабах кислород и азот получают на ректификационных колоннах.

Продукты перегонки применимы в различных сферах:

  • кислород — необходим на производстве для сварки или резки, а также используется в медицине;
  • азот — популярен в качестве хладагента в медицине и косметологии.

Приобретая криогенные жидкости, важно убедиться в высоком уровне их качества. Для этого мы готовы предоставить всю необходимую документацию. Производство проходит в полном соответствии с технологическим процессом и требованиями безопасности уже более 15 лет. Для доставки используем собственные автомобили и экранно- или порошково-вакуумную изоляцию. Для заказа жидкого азота или кислорода звоните или оставляйте заявку на сайте.

Источники:

  1. https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.869061d6-631994cf-ff161fec-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Liquid_air
  2. Энциклопедия газовой промышленности. С. К. Басниев

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

От чего зависит плотность жидкого воздуха?

От состава, по большей части от концентрации углекислого газа.

При какой температуре жидкий воздух закипает?

При температуре −194,35°C.

Какие вещества получают из сжиженной газовой смеси?

В осносном азот и кислород.

Назад

Если вам понравилась статья, поделитесь ей в социальных сетях

Читать также

Сосуд Дьюара: устройство, принцип действия, применение
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Как изготавливают газовые баллоны высокого давления
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Виды защитных газов для сварки
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Чем отличается сжатый газ от сжиженного
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Ацетиленовый баллон: устройство, вес, давление, характеристики
Автор: Лебедев Юрий Агафонович

Форма заказа товаров и услуг

Название организации
Телефон
Контактное лицо *
E-mail
Товар или услуга *
Комментарий

Акции

Если у вас остались старые баллоны, мы готовы обменять их на выгодных условиях. Таким образом, вы приобретаете новый баллон по более низкой цене.

Новости
15.12.2019

Только у нас, банано-газ в наличии! Если вы сделаете заявку на 16 баллонов и более, мы организуем доставку.

22.11.2019

ООО «ТАНТАЛ-Д» начинает заправку моноблоков газом собственного производства.