ChemStudy

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.

УЛАН-БАТОР (Улаанбаатар) , столица Монголии, в долине р. Тола, на высоте 1300-1350 м. Выделен в самостоятельную административную единицу. Площадь 7,3 тыс. км2, св. 537 тыс. жителей (1991, включая Налайху). Транспортный узел. Международный аэропорт. Производит ок. 1/2 валовой промышленной продукции страны. Завод автоприцепов, промкомбинат по переработке животного сырья, мясокомбинат, металлообрабатывающая, деревообрабатывающая, домостроительная, пищевая и др. промышленность. 4 ТЭЦ. АН Монголии, университет. 4 театра. Музеи. Основан в 1639 под названием Оргоо (Ставка), в России известен до 1924 как Урга. С 1706 назывался Их-хурээ, с 1911 Нийслэл-хурээ. Со 2-й пол. 18 в. резиденция маньчжурского наместника и административный центр Внешней Монголии. В 1911-15 главный город монгольского государства, в 1915-1919 - автономия Внешней Монголии. В 1919 оккупирован китайскими войсками, в феврале 1921 - войсками Унгерна фон Штернберга. 6 июля 1921 занят Монгольской народной армией и частями Красной Армии. В 1924 Нийслэл-хурээ переименован в Улан-Батор и стал столицей Монголии.

ЦЕНТРАЛЬНОЕВРОПЕЙСКИЙ НЕФТЕГАЗОНОСНЫЙ БАССЕЙН , в пределах Польши, Германии, Нидерландов, Норвегии, Дании, Великобритании, Бельгии, Швеции, частично Белоруссии, России, а также акватории Северного м. Площадь 1,1 млн. км2. Нефтегазоносны отложения от карбона до палеогена. Имеется свыше 300 нефтяных и более 300 газовых месторождений. Главные нефтяные месторождения: Статфьорд, Фортис, Брент, Экофиск, Корморан, Пайпер, Данлин, Хаттон. Крупнейшие газовые месторождения: Гронинген, Тролль, Леман, Фригг.

ПИОНЕРСКАЯ , первая советская внутриконтинентальная полярная станция (1956-59) на склоне ледникового плато Вост. Антарктиды (на высоте 2741 м), в 375 км к югу от Мирного.