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

ГЕРСЕВАНОВ Михаил Николаевич (1830-1907) , российский инженер-строитель и ученый. Автор фундаментальных трудов по морской гидротехнике (1861-62). Один из организаторов Русского технического общества.

ЖУКОВ Георгий Константинович (1896-1974) , Маршал Советского Союза (1943), четырежды Герой Советского Союза (1939, 1944, 1945, 1956). Участник сражения на р. Халхин-Гол (1939). С 1940 командующий войсками Киевского ВО. В январе - июле 1941 начальник Генштаба - заместитель наркома обороны СССР. В Великую Отечественную войну проявил себя как талантливый полководец, сыгравший важнейшую роль в разгроме немецко-фашистских войск в Ленинградской и Московской битвах (1941-42), при прорыве блокады Ленинграда, в Сталинградской и Курской битвах (1942-43), при наступлении на Правобережной Украине и в Белорусской операции (1943-44), в Висло-Одерской и Берлинской операциях (1944-45). С августа 1942 заместитель наркома обороны СССР и заместитель Верховного Главнокомандующего. От имени Верховного Главнокомандования 8 мая 1945 принял капитуляцию фашистской Германии. В 1945-46 главнокомандующий Группой советских войск и глава Советской военной администрации в Германии. С марта 1946 главнокомандующий Сухопутными войсками и заместитель министра Вооруженных Сил СССР. В том же году отстранен от должности И. В. Сталиным. С июня 1946 командующий войсками Одесского, с 1948 - Уральского ВО. С 1953 1-й заместитель министра, с 1955 министр обороны СССР. В октябре 1957 освобожден от обязанностей министра по распоряжению Н. С. Хрущева, в 1958 уволен из Вооруженных Сил. Автор книги "Воспоминания и размышления" (1-е изд., 1969; 10-е изд. дополнено по рукописи автора, т. 1-3, 1990).

МАКСИМ Перс (Кордульский) (ум . ок. 251), христианский мученик, пострадавший в Кордуле (Кордуве) в гонение императора Деция. Память в Православной церкви 30 июля (12 августа).