Криогенная техника
-
Определение криогеники
- Криогеника изучает материалы и их поведение при очень низких температурах.
- В 1971 году на Международном конгрессе по холодильной технике было одобрено определение криогенной техники и вещества с порогом в 120 К.
-
Открытие сверхпроводящих материалов
- Открытие сверхпроводящих материалов вызвало интерес к высокотемпературному криогенному оборудованию.
- Термин «высокотемпературный криогенный» описывает температуры от -195,79 °C до -50 °C.
-
Температурные шкалы
- Криогеники используют температурную шкалу Кельвина или Ренкина.
- Эти шкалы измеряются от абсолютного нуля, а не от точки замерзания воды или соляного раствора.
-
Промышленное применение
- Сжиженные газы, такие как жидкий азот и гелий, используются в криогенных установках.
- Жидкий азот является наиболее часто используемым элементом.
- Криогенные жидкости хранятся в сосудах Дьюара.
-
Криогенная обработка
- Криогенная обработка используется для увеличения износостойкости металлов.
- В 1966 году братья Буш основали компанию CryoTech для криогенной обработки.
- Криогены также используются для охлаждения и заморозки.
-
Топливо
- Криогенное топливо, такое как жидкий водород, используется в ракетах.
- Жидкий кислород используется как окислитель.
- Российский Ту-155 использует сжиженный природный газ.
-
Другие области применения
- Ядерный магнитный резонанс и магнитно-резонансная томография используют криогенные вещества.
- Криогенная электронная микроскопия изучает структуру белков и клеток.
- Криогенные газы используются для транспортировки и хранения продуктов.
- Криогенное охлаждение применяется в производстве и медицине.
- Криогенные температуры необходимы для некоторых физических исследований.
- Вакцины должны храниться при криогенных температурах.
-
Криогенное охлаждение
- Достигается с помощью жидкого азота, жидкого гелия или механического криоохладителя
- Используются гелиевые трубопроводы высокого давления
-
Типы криоохладителей
- Криоохладители Gifford-McMahon, с импульсной трубкой и Stirling
- Выбор зависит от требуемой базовой температуры и холодопроизводительности
-
Магнитокалорический эффект
- Использование магнитов в качестве регенераторов и холодильников
- Принцип работы основан на магнитокалорическом эффекте
-
Детекторы
- Различные криогенные детекторы для обнаружения частиц
- Для измерения температуры до 30 К используются датчики Pt100
- Для температур ниже 30 К используется кремниевый диод
-
Абсолютный ноль
- Самая низкая температура, зафиксированная на Земле
-
Криогенное измельчение
- Мгновенное замораживание
- Замороженные продукты
-
Рекомендации
- Дальнейшее чтение: Хазельден, Дж. G. (1971), Основы криогенной физики, Academic Press, Нью-Йорк, ISBN 0-12-330550-0