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

ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ , область пространства, в которой распространяются звуковые волны.

ОСА (Объединение современных архитекторов) , в 1925-31, всероссийское общество (А. А. Веснин, А. К. Буров, М. Я. Гинзбург, А. С. Никольский, Г. М. Орлов, И. И. Леонидов, И. А. Голосов), выступавшее под лозунгами конструктивизма и функционализма; пропагандировало использование новейших конструкций и материалов, типизацию и индустриализацию строительства.

НОВАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА (нэп) , принята весной 1921 10-м съездом РКП(б); сменила политику "военного коммунизма". Была рассчитана на восстановление народного хозяйства и последующий переход к социализму. Главное содержание: замена продразверстки продналогом в деревне; использование рынка, различных форм собственности. Привлекался иностранный капитал (концессии), проведена денежная реформа (1922-24), приведшая к превращению рубля в конвертируемую валюту. Быстро привела к восстановлению разрушенного войной народного хозяйства. С сер. 20-х гг. начались первые попытки свертывания нэпа. Ликвидировались синдикаты в промышленности, из которой административно вытеснялся частный капитал, создавалась жесткая централизованная система управления экономикой (хозяйственные наркоматы). И. В. Сталин и его окружение взяли курс на принудительное изъятие хлеба и насильственную "коллективизацию" деревни. Проводились репрессии против управленческих кадров (Шахтинское дело, процесс Промпартии и др.). К нач. 30-х гг. нэп фактически свернут.