Творческая работа по химии: кислород
Творческая работа по химии: кислород
Страница 5

Энергетически проще всего получить элемент №8 из воздуха, поскольку воздух – не соединение, и разделить воздух не так уж трудно. Температуры кипения азота и кислорода отличаются (при атмосферном давлении) на 12,8°C. Следовательно, жидкий воздух можно разделить на компоненты в ректификационных колоннах так же, как делят, например, нефть. Но чтобы превратить воздух в жидкость, его нужно охладить до минус 196°C. Можно сказать, что проблема получения кислорода – это проблема получения холода.

Чтобы получать холод с помощью обыкновенного воздуха, последний нужно сжать, а затем дать ему расшириться и при этом заставить его производить механическую работу. Тогда в соответствии с законами физики воздух обязан охлаждаться. Машины, в которых это происходит, называют детандерами.

До 1938г. для получения жидкого воздуха пользовались только поршневыми детандерами. По существу, такой детандер – это аналог паровой машины, только работает в нем не пар, а сжатый воздух. Чтобы получить жидкий воздух с помощью таких детандеров, нужны были давления порядка 200 атм., причем по неизбежным техническим причинам на разных стадиях процесса давление было не одинаковым: от 45 до 200 атм. КПД установки был немногим выше, чем у паровой машины. Установка получилась сложной, громоздкой, дорогой.

В конце 30-х годов советский физик академик П.Л. Капица предложил использовать в качестве детандера турбину. Идея – не новая, ее еще в конце прошлого века высказывал Дж. Рэлей, но к.п.д. «докапицынских» турбин для сжижения воздуха был невысок. Поэтому небольшие турбодетандеры лишь выполняли кое-какую подсобную работу при поршневых детандерах.

Капица создал новую конструкцию, которая, по словам изобретателя, была «как бы компромиссом между водяной и паровой турбиной». Главная особенность турбодетандера Капицы в том, что воздух в ней расширяется не только в сопловом аппарате, но и на лопатках рабочего колеса. При этом газ движется от периферии колеса к центру, работая против центробежных сил.

Такая конструкция турбины позволила поднять к.п.д. установки с 0,5 до 0,8. И, кроме того, турбодетандер «делает» холод с помощью воздуха, сжатого всего лишь до нескольких атмосфер. Очевидно, что 6 атм. получить намного проще и дешевле, чем 200. Немаловажно для экономики и то, что энергия, которую отдает расширяющийся воздух, не пропадает напрасно, она используется для вращения ротора генератора электрического тока.

Современные установки для разделения воздуха, в которых холод получают с помощью турбодетандеров, дают промышленности, прежде всего металлургии и химии, сотни тысяч кубометров газообразного кислорода. Они работают не только у нас, но и во всем мире.

Первый опытный образец турбодетандера был невелик. Его ротор восьми сантиметров в диаметре весил всего 250г. Но, как писал П.Л. Капица в 1939г., «экспериментальная эксплуатация этого турбодетандера показала, что он является надежным и очень простым механизмом. Технический к.п.д. получается 0,79 .0,83». И этот турбодетандер стал «сердцем» первой установки для получения кислорода новым методом.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8

ПЕСТАЛОЦЦИ (Pestalozzi) Иоганн Генрих (1746-1827) , швейцарский педагог. В своей теории начального обучения связал обучение с воспитанием и развитием ребенка (развивающее обучение), педагогику с психологией. Развил идею соединения обучения с производительным трудом. Труды: "Лингард и Гертруда" (1781-87), "Как Гертруда учит своих детей" (1801), "Лебединая песня" (1826).

ФЛОРА (лат . flora, по имени богини Флоры; от лат. flos, род. п. floris - цветок), исторически сложившаяся совокупность видов растений, населяющих какую-либо территорию или населявших ее в прошедшие геологические эпохи. Различают флору Земли, отдельных материков и их частей, островов, горных систем и т. п., а также флору стран, административных областей и др.

ЭТНОГРАФИЯ (от греч . ethnos - племя, народ и ...графия) (этнология), наука об этносах (народах), изучающая их происхождение и расселение, быт и культуру. Становление этнографии как науки во 2-й пол. 19 в. связано с эволюционной школой (Э. Тайлор, Л. Г. Морган и др.), исходившей из идей единства культуры человечества. С кон. 19 в. исследует региональные культуры и их взаимовлияние (диффузионизм, культурно-историческая школа). Развитие теоретической этнографии в 20 в. связано с концепциями Э. Дюркгейма, З. Фрейда, Л. Лени-Брюля, Б. Малиновского, А. Радклифф-Радклифф-Брауна, К. Леви-Строса и др.