Скраплення - гелій
Зріджування гелію дає можливість отримувати температури, близькі до абсолютного нуля. Такі низькі температури в даний час необхідні для вивчення властивостей матерії. При гелієвих температурах Камерлинг-Оннес в 1911 р відкрив явище надпровідності у деяких металів, електричний опір яких падало до настільки незначною величини, що його неможливо було виміряти найчутливішими приладами. [1]
Зріджування гелію є більш складне технічне завдання, ніж скраплення водню; цей процес вимагає складних пристосувань, допоміжних засобів і достатньо кваліфікованих сил. Тому в усьому світі існує невелика кількість лабораторій, де виходить гелій в рідкому вигляді. [2]
Зріджування гелію вперше було здійснено Камерлинг-Оннесом в 1908 р Ш 1], який застосував для цієї мети попереднє охолодження стисненого гелію рідким воднем. [3]
Для зрідження гелію можуть бути застосовані: 1) цикл з дроселюванням я попереднім охолодженням гелію рідким воднем і 2) цикл з адіабатичним розширенням газу в детандере. У разі розширення газу з віддачею зовнішньої роботи відпадає Необхідність IB попередньому охолодженні гелію, оскільки охолодження його до температур, при яких виходить значний дросельний ефект, проводиться за рахунок детандірованія. [4]
Технологія скраплення гелію полягає в наступному. [5]
Метод скраплення гелію був відкритий в / 908 м Рідкий гелій використовується в кріогенної техніки кок охолоджувач. [6]
При зріджуванні гелію. що відбувається при 4 3 К, зазвичай використовують рідкий водень при 20 К в ролі приймача тепла; скраплення водню можна виробляти, використовуючи в якості теплопріемяіка ЖАДК повітря, але при цьому процесом охолодження повинен бути охоплений занадто великий інтервал температур - від 20 до 82 К. [7]
Тому для скраплення гелію потрібно попереднє охолодження його рідким воднем. Для економії в водні саме попереднє охолодження виробляється рідким повітрям. Газоподібний гелій під тиском в 35 atm потрапляє в змійовик, що охолоджується рідким повітрям. Потім гелій надходить в подвійну спіраль і в розширювальний вентиль. Чи не зрідження частина гелію потрапляє в зовнішню частину подвійний про-тівоточной спіралі. Гелій є великою цінністю; тому установка завжди працює в замкнутому циклі. Випарувався гелій збирається в газгольдер, звідки знову надходить в компресор. Установки для скраплення гелію є дуже рідкісними. В даний час вони є в чотирьох лабораторіях: в Лейдені, Берліні, Торонто і Харкові. [8]
Холодильні установки для скраплення гелію потребують мастилі, а мастило при наднизьких температурах замерзає. Капіца в своїй машині для скраплення гелію влаштував зазор між поршнем і циліндром, давши можливість газу вільно витікати через цей зазор. При витоку газ розширюється настільки швидко, що створюється протитиск, що заважає витіканню нових порцій газу. [9]