Die Umwandlung eines Gases in eine Flüssigkeit - die Verflüssigung eines Gases - ist nur bei einer Temperatur unterhalb der kritischen möglich (siehe § 62). Bei frühen Versuchen, Gase zu verflüssigen, stellte sich heraus, dass sich einige Gase (C1 2, CO 2, NH 3) leicht verflüssigen ließen Isotherme Verdichtung, a ganze Linie Gase (O 2 , N2, Hz, He) verflüssigten sich nicht. Ähnlich erfolglose Versuche erklärte D. I. Mendeleev, der zeigte, dass die Verflüssigung dieser Gase bei einer Temperatur über der kritischen Temperatur durchgeführt wurde und daher im Voraus zum Scheitern verurteilt war. Anschließend war es möglich, flüssigen Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff zu erhalten (ihre kritischen Temperaturen liegen bei 154,4, 126,1 bzw. 33 K), und 1908 gelang dem niederländischen Physiker G. Kamerling-Onnes (1853-1926) die Verflüssigung von Helium, welches die niedrigste kritische Temperatur hat (5,3 K).

Zur Verflüssigung von Gasen werden häufiger zwei industrielle Verfahren eingesetzt, die entweder auf dem Joule-Thomson-Effekt oder auf der Abkühlung des Gases während der Arbeit beruhen.

Ein Diagramm einer der Anlagen, die den Joule-Thomson-Effekt nutzt, die Linde-Maschine *, ist in Abb. 1 dargestellt. 95. Die Luft im Kompressor (K) wird auf einen Druck von mehreren zehn Megapascal komprimiert und im Kühlschrank (X) auf eine Temperatur unterhalb der Inversionstemperatur abgekühlt, wodurch bei weiterer Expansion des Gases positiver Effekt Joule - Thomson (Gaskühlung während seiner Expansion). Dann durchströmt die Druckluft das Innenrohr des Wärmetauschers (TO) und wird durch die Drossel (Dr) geleitet, wobei sie sich stark ausdehnt und abkühlt. Die entspannte Luft wird wieder durch das Außenrohr des Wärmetauschers angesaugt und kühlt den zweiten Teil der durch das Innenrohr strömenden Druckluft. Da jede weitere Luftportion vorgekühlt und dann durch die Drossel geleitet wird, sinkt die Temperatur immer mehr. Als Ergebnis eines 6-8-stündigen Zyklus verflüssigt sich ein Teil der Luft (> 5%), die auf eine Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur abkühlt, und gelangt in das Dewar-Gefäß (DS) (siehe § 49) und der Rest es kehrt zum Wärmetauscher zurück.

Die zweite Methode zur Verflüssigung von Gasen basiert auf der Kühlung des Gases während der Arbeit. Komprimiertes Gas, das in die Kolbenmaschine (Expander) eintritt, dehnt sich aus und erledigt die Arbeit des Bewegens des Kolbens. Da ist die Arbeit erledigt innere Energie Gas, seine Temperatur sinkt.

Der Akademiker P. L. Kapitsa schlug vor, anstelle eines Expanders einen Turboexpander zu verwenden, in dem das auf nur 500-600 kPa komprimierte Gas gekühlt wird und die Arbeit zum Drehen der Turbine übernimmt. Dieses Verfahren wurde von Kapitsa erfolgreich angewendet, um Helium zu verflüssigen, das mit flüssigem Stickstoff vorgekühlt wurde. Moderne leistungsstarke Kältemaschinen arbeiten nach dem Prinzip eines Turboexpanders.

Veröffentlicht: 31.12.2016 11:34

Gas ist einer der drei Standardzustände der Materie. Die Eigenschaft, die jede Substanz im Gaszustand charakterisiert, ist die Fähigkeit, das gesamte Volumen des dem Gas zugewiesenen Raums einzunehmen und sich im Laufe der Zeit gleichmäßig über das gesamte verfügbare Volumen zu verteilen. Verflüssigt Erdgas- Dies ist ein Stoff mit der gleichen Zusammensetzung (bei Erdgas sprechen wir von Methan - CH 4), aber in einer anderen Aggregatzustand. Wir haben eine Flüssigkeit statt eines Gases. Wie läuft also der Prozess der Verflüssigung von Methan, Propan und anderen Gasen ab?

Flüssiggas kann auf zwei Arten gewonnen werden:

• die Verflüssigung eines Gases erfolgt durch Absenken seiner Temperatur unter den Siedepunkt;
• Der Prozess der Verflüssigung einiger Gase kann mit billigeren Methoden durchgeführt werden - durch Erhöhung des Drucks.

Chronologisch wurden die ersten Gase im flüssigen Zustand erhalten, wie z Kohlendioxid, Schwefeldioxid, Ammoniak. Der Prozess der Verflüssigung dieser Gase erfolgte mit einem Druckanstieg und normal Zimmertemperatur. Auch die weiter verflüssigten Gase – Propan, Butan, Ethan und andere – durchliefen den Vorgang der Verflüssigung mit zunehmendem Druck. Allerdings stellte sich später heraus, dass die Verflüssigung von Gas mit dem Kompressorverfahren nicht für alle Gase funktioniert – Erdgas wird bei steigendem Druck nicht zu verflüssigtem Methan.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass es möglich ist, ein Gas in flüssigem Zustand für absolut alle bekannten Gasgruppen zu erhalten, jedoch funktioniert der Prozess der Verflüssigung eines bestimmten Gases nicht, wenn dieses Gas nicht auf ein Niveau unter die kritische Temperatur abgekühlt wird . Wenn der Siedepunkt die Temperatur ist, bei der ein Stoff vollständig vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergeht, dann ist die kritische Temperatur die Höhe, bei der der Übergang vom gasförmigen Zustand bei Erreichen eines bestimmten Drucks möglich ist. Dies ist genau der Prozess zur Gewinnung von verflüssigtem Erdgas - Abkühlung auf eine kritische Temperatur von -82,5 o C (beim Siedepunkt von Methan bei -161,5 o C) und Erhöhung des Gasdrucks.

Die Gasverflüssigung hilft, das Problem der Lagerung und des Transports zu lösen (die Flüssiglagerung ist bequemer als die Gaslagerung und erfordert keinen vollständig abgedichteten Raum) - das Volumen von Erdgas in flüssigem Zustand ist 600-mal geringer als der Platz, den es einnimmt die gleiche Menge Gas in üblicher Form. Die Produktion von Flüssiggas geht auf den Beginn des 20. Jahrhunderts zurück, als die Druckerhöhungstechnologie erstmals für seinen bequemen Transport eingesetzt wurde. Die Entwicklung der Verwendung dieses Gases wurde jedoch durch die Verwendung von Pipeline-Liefertechnologie behindert, die aus der Ölindustrie stammte.

Verflüssigtes Methan und Propan.

Es ist unmöglich, verflüssigtes Methan durch Erhöhung des Drucks bei Raumtemperatur zu erhalten, daher werden kryogene Technologien verwendet, um Erdgas in flüssigem Zustand zu speichern, wodurch die Temperatur unter dem Niveau der Gasverdampfung gehalten werden kann. Die hohen Kosten für den Einsatz von Technologien zur Speicherung und zum Transport von verflüssigtem Methan wirken sich auf die Begrenzung der Popularität von LNG im Vergleich zu Pipelinegas aus. Die Verwendung von verflüssigtem Methan als Brennstoff erfordert Ausrüstung zur Gasverflüssigung, Tankschiffe, die das Notwendige aufrechterhalten können niedrige Temperatur, LNG-Verflüssigungsterminals.

Wiederum, verflüssigtes Propan kann durch Druckerhöhung erreicht werden. In Gastanks und -zylindern wird dieses Gas nicht in flüssiger, sondern in seiner üblichen Form gespeichert - in jedem LPG-Tank liegt das Propan-Butan-Gemisch gleichzeitig in flüssigem und gasförmigem Zustand vor (und genau dieser Teil des Gemisch im Normalzustand, das in die Rohrleitung zum Gaskessel geleitet wird).

Das ist der Vorteil von Propan-Butan gegenüber verflüssigtem Methan – für die Lagerung und den Transport von Propan-Butan wird lediglich ein Behälter benötigt, der dem Innendruck standhält.

Dämpfe und "Dauergase". Bis zu etwa Mitte des neunzehnten in. Stoffe im gasförmigen Zustand wurden in Dämpfe und „Dauergase“ eingeteilt. Als "permanente Gase" wurden beispielsweise Gase wie Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff bezeichnet, die nicht umgewandelt werden konnten und flüssigen Zustand durch Druckerhöhung.

Raten Sie über die Abwesenheit grundlegender Unterschied zwischen Dämpfen und "permanenten Gasen", ausgedrückt in spätes XVII in. Lavoisier. Er glaubte, dass es bei einer ausreichend niedrigen Temperatur zu einer Flüssigkeit wird. atmosphärische Luft. Das erste der Permanentgase wurde unter Druckerhöhung zu Ammoniak verflüssigt. 1823 gelang es Michael Faraday, Chlorgas durch Abkühlung in eine Flüssigkeit umzuwandeln hoher Blutdruck. 1877 erreichten der französische Ingenieur Caletei und der Schweizer Physiker Pictet unabhängig voneinander die Verflüssigung von Sauerstoff, indem sie den Druck auf ungefähr erhöhten und auf eine Temperatur unter -140 °C abkühlten. Im selben Jahr wurde Stickstoff verflüssigt. 1898 Englischer Physiker Dewar gelang die Verflüssigung von Wasserstoff, und 1908 verflüssigte Kamerling-Onnes in Holland Helium, das letzte Gas, das niemand vor ihm in eine Flüssigkeit verwandeln konnte.

Somit wurde festgestellt, dass Gaszustand Jede Substanz kann in Flüssigkeit umgewandelt werden. Allerdings kann jeder Stoff eine solche Umwandlung nur bei Temperaturen unterhalb einer bestimmten, sogenannten kritischen Temperatur Tk erfahren. Bei Temperaturen darüber kritische Substanz wird bei keinem Druck flüssig oder fest. Offensichtlich ist bei der kritischen Temperatur die durchschnittliche kinetische Energie thermische Bewegung Moleküle eines Stoffes übersteigt die potentielle Energie ihrer Bindung in einer Flüssigkeit oder einem Feststoff. Da die Anziehungskräfte zwischen Molekülen wirken verschiedene Substanzen, anders, anders und potenzielle Energie ihre Verbindungen, daher fallen auch die Werte der kritischen Temperatur für verschiedene Substanzen unterschiedlich aus.

Verflüssigung von Gasen. Betrachten Sie die Grundprinzipien, die in Maschinen zum Verflüssigen von Gasen verwendet werden. Die erste Bedingung, die für die Umwandlung eines Gases in eine Flüssigkeit erfüllt sein muss, ist seine Abkühlung auf eine Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur. Bei einer Temperatur unterhalb der kritischen kann jedes Gas durch Druckerhöhung in einen flüssigen Zustand überführt werden, sodass die Verflüssigung von Gasen mit einer kritischen Temperatur über 0 °C keine grundsätzliche Schwierigkeit darstellt. Mehr herausfordernde Aufgabe ist die Verflüssigung von Gasen, deren kritische Temperatur weit unter Null liegt. Solche Gase sind Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Helium, deren kritische Temperaturen jeweils -118,4, -146,9, -240 und -268 °C betragen. Solche niedrigen Temperaturen kommen auf der Erde nicht natürlich vor, daher ist das Problem der Verflüssigung dieser Gase eng mit dem Problem der Erzielung niedriger Temperaturen verbunden. Die Hauptmethode zum Kühlen eines Gases besteht darin, es durch geleistete Arbeit zu expandieren.

Kompressionskühlschrank. Mit die einfachste Maschine, in dem Gas verflüssigt wird, findet sich am Beispiel eines Haushalts-Kompressionskühlschranks (Farbbeilage I).

Das Arbeitsmedium im Kühlschrank ist Freongas. Das System aus Kondensator und Verdampfer ist mit Freon gefüllt. Der von einem Elektromotor angetriebene Kompressor pumpt gasförmiges Freon aus dem Verdampfer und pumpt es in den Kondensator. Freon erwärmt sich beim Komprimieren. In einem Kondensator, der sich normalerweise an der Rückwand des Kühlschranks befindet, wird es auf Raumtemperatur abgekühlt. Abgekühlt auf Raumtemperatur bei erhöhtem Druck, der im Kondensator mit einem Kompressor erzeugt wird, geht Freon in einen flüssigen Zustand über. Vom Kondensator flüssiges Freon durch Kapillarrohr gelangt in den Verdampfer. Durch das Abpumpen des Freon-Dampfes aus dem Verdampfer mit Hilfe eines Kompressors wird darin ein Unterdruck aufrechterhalten. Bei Unterdruck im Verdampfer siedet flüssiges Freon und verdampft auch bei Temperaturen unter 0 °C. Die Wärme für die Verdampfung von Freon wird den Wänden des Verdampfers entzogen, wodurch diese sich abkühlen. Die abgepumpten Freon-Dämpfe gelangen in einem geschlossenen Kreislauf in das Kompressorgehäuse, von dort wieder zum Kondensator usw.

Die niedrigste Temperatur, die im Verdampfer (Gefrierschrank) erreicht werden kann, wird durch den Wert des Freon-Dampfdrucks bestimmt, da der Siedepunkt von Freon wie jeder anderen Flüssigkeit mit abnehmendem Druck abnimmt. Beim konstante Geschwindigkeit der Fluss von flüssigem Freon in den Verdampfer durch das Kapillarrohr vom Kondensator, wird der Druck des Freon-Dampfes im Verdampfer umso niedriger sein, je länger der Kompressor läuft. Wenn die Temperatur im Verdampfer nicht auf den maximal erreichbaren Wert gesenkt werden muss, wird der Betrieb des Kompressors periodisch angehalten, indem der Elektromotor, der ihn antreibt, ausgeschaltet wird. Der Kompressor wird von einem Automaten abgeschaltet, der die Einhaltung der eingestellten Temperatur im Kühlschrank überwacht.

Einführung

Gase-Aggregatzustand eines Stoffes, in dem seine Teilchen nicht oder nur sehr schwach durch Wechselwirkungskräfte gebunden sind und sich frei bewegen und das gesamte ihnen zur Verfügung gestellte Volumen ausfüllen. Gase haben eine Nummer charakteristische Eigenschaften. Im Gegensatz zu Feststoffe und Flüssigkeiten hängt das Volumen eines Gases maßgeblich von Druck und Temperatur ab.

Jedes Gas kann durch einfache Kompression in eine Flüssigkeit umgewandelt werden, wenn die Gastemperatur unter der kritischen Temperatur liegt.Jede Substanzen, die wir gewohnt sind, als Gase zu betrachten, haben einfach sehr niedrige kritische Temperaturen, dh Temperaturen, nach denen das Gas die Eigenschaften annimmt eine Flüssigkeit, und daher bei einer Temperatur nahe der Raumtemperatur, können sie nicht in einem flüssigen Zustand sein. Im Gegensatz dazu sind die kritischen Temperaturen für Stoffe, die wir als Flüssigkeiten klassifizieren, hoch.

Mich interessierte die Frage nach welche Eigenschaften hat Flüssiggas, in welchen Bereichen wird es eingesetzt? Das Thema der Arbeit ist heute aktuell, da Flüssiggase in vielen Bereichen der Medizin, Wissenschaft und Technik gefragt sind. Dabei habe ich mir folgende Ziele und Zielsetzungen gesetzt:

Ziel:- Berücksichtigung der Art des Phänomens und der Eigenschaften verflüssigte Gase

Aufgaben:

* Erfahren Sie mehr über Flüssiggase

* Bestimmen Sie die Eigenschaften von Flüssiggasen

ñ Geschichte

Die experimentelle Tatsache der Abkühlung eines Stoffes beim Verdampfen ist seit langem bekannt und wurde sogar in der Praxis genutzt (z. B. die Verwendung poröser Gefäße zur Frischhaltung von Wasser). Die erste wissenschaftliche Studie zu diesem Thema wurde jedoch von Gian Francesco Cigna durchgeführt und in der Arbeit von 1760 "De frigore exevaporation" ("Über die Kälte durch Verdunstung") beschrieben.

Das Problem der Gasverflüssigung ist Jahrhunderte Geschichte aus der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts. Angefangen hat alles mit der Verflüssigung von Ammoniak durch einfache Kühlung, die von van Marum produziert wurde, Schwefelsäureanhydrid- Monge und Clouet, Chlor - Northmore (1805) und die Verflüssigung von Ammoniak durch das von Baccelli (1812) vorgeschlagene Kompressionsverfahren.

Charles Cagnard de Latour (1777-1859) und Michael Faraday (1791-1867) leisteten gleichzeitig und unabhängig voneinander entscheidende Beiträge zur Lösung dieses Problems.

Was ist Flüssiggas und seine Eigenschaften?

Die Verflüssigung von Gasen ist die Umwandlung von Gasen in einen flüssigen Zustand. Es kann durch Komprimieren des Gases (Druckerhöhung) und gleichzeitiges Abkühlen erzeugt werden.

Jedes Gas kann aber in einen flüssigen Zustand überführt werden notwendige Bedingung hierfür ist die Vorabkühlung des Gases auf eine Temperatur unterhalb der „kritischen“ Temperatur. Kohlendioxid beispielsweise kann bei Raumtemperatur verflüssigt werden, da seine kritische Temperatur bei 31,1 0 C liegt. Gleiches gilt für Gase wie Ammoniak und Chlor.

Es gibt aber auch Gase, die bei Raumtemperatur nicht in einen flüssigen Zustand überführt werden können. Zu diesen Gasen gehören Luft, Wasserstoff und Helium, deren kritische Temperaturen weit unter der Raumtemperatur liegen. Um solche Gase zu verflüssigen, müssen sie zunächst auf eine Temperatur knapp unterhalb der kritischen Temperatur abgekühlt werden, wonach das Gas durch Druckerhöhung in einen flüssigen Zustand überführt werden kann.

Verwendung von Flüssiggasen

Verflüssigte Gase werden gefunden Breite Anwendung in der Technik. Stickstoff wird zur Herstellung von Ammoniak und Stickstoffsalzen verwendet Landwirtschaft den Boden zu düngen. Zum Befüllen werden Argon, Neon und andere Edelgase verwendet elektrische Lampen Glühlampen und Gaslampen. Sauerstoff wird am häufigsten verwendet. In einer Mischung mit Acetylen oder Wasserstoff gibt es sehr eine Flamme hohe Temperatur zum Schneiden und Schweißen von Metallen verwendet. Das Einblasen von Sauerstoff (Sauerstoffstoß) beschleunigt metallurgische Prozesse. Sauerstoff, der aus Apotheken in Kissen geliefert wird, wirkt als Anästhetikum. Von besonderer Bedeutung ist die Verwendung flüssiger Sauerstoff als Oxidationsmittel für Weltraumraketentriebwerke.

Als Brennstoff wird flüssiger Wasserstoff verwendet Weltraumraketen. So werden beispielsweise 90 Tonnen flüssiger Wasserstoff benötigt, um die amerikanische Saturn-V-Rakete zu betanken.

Flüssiges Ammoniak findet breite Anwendung in Kühlschränken – riesigen Lagerhäusern, in denen verderbliche Produkte gelagert werden. Die beim Verdampfen verflüssigter Gase entstehende Abkühlung wird in Kühlschränken beim Transport verderblicher Produkte genutzt.

Gase, die in Industrie, Medizin etc. verwendet werden, lassen sich im verflüssigten Zustand leichter transportieren, da dann im gleichen Volumen eine größere Stoffmenge enthalten ist.

Faradaysche Röhre

Englisch Physiker - Experimentator, Chemiker .

geöffnet Elektromagnetische Induktion die der modernen industriellen Stromerzeugung und vielen ihrer Anwendungen zugrunde liegt. Erstellt das erste ModellElektromotor. Unter seinen anderen Entdeckungen ist die erste Transformator , die chemische Wirkung des Stroms,Gesetze der Elektrolyse, Handlung Magnetfeld in die Welt. Zuerst vorhergesagt Elektromagnetische Wellen. Faraday führte die Begriffe Ionen in den wissenschaftlichen Gebrauch ein, Kathode, Anode, Elektrolyt , Dielektrikum, Diamagnetismus, Paramagnetismus usw.

Faraday ist der Begründer der Theorie des elektromagnetischen Feldes, die er dann mathematisch formalisierte und weiterentwickelteMaxwell.

Damals war Faraday nur ein bescheidener Laborassistent für Humphry Davy.

Humphry Davy - englischer Chemiker, Physiker und Geologe, einer der Gründer Elektrochemie . Bekannt dafür, viele zu entdecken chemische Elemente, sowie die Schirmherrschaft von Faraday weiter Erstphase seine wissenschaftliche Tätigkeit.

In seinem Auftrag untersuchte er Hydrochlorid, eine kristalline Verbindung, die durch die Wechselwirkung von Wasser und Chlor bei niedrigen Temperaturen entsteht. Um zu testen, wie sich diese Verbindung beim Erhitzen verhält, platzierte Faraday mehrere Chlorhydratkristalle in einem geschlossenen Schenkel einer Kurve v -förmiges Rohr, wonach das andere Knie gelötet wurde. Als nächstes erhitzte er die Kristalle, während das freie Knie kalt blieb. Die Kristalle schmolzen und gaben grünlich-gelbe Dämpfe ab, die Dämpfe kondensierten im kalten Knie zu einer öligen Flüssigkeit, die sich als flüssiges Chlor herausstellte.

1) gebogenes und verschlossenes Rohr

2) ein Stoff oder Gemisch, das beim Erhitzen das gewünschte Gas freisetzt

3) gekühlter Krümmer, in dem verflüssigtes Gas gesammelt wird

4) Wasser oder Kühlmittel

Faraday entdeckte eine neue Methode zur Verflüssigung von Gasen: Es war nicht notwendig, Gase in einem Gefäß aufzunehmen und sie in ein anderes Gefäß zu pumpen, wo die Verflüssigung stattfinden würde. Es ist praktisch, Gase in demselben Gefäß, in dem sie gebildet werden, in einen flüssigen Zustand zu überführen. Auf diese Weise gelang es Faraday im Jahr 1823, Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Kohlendioxid und Lachgas in einen flüssigen Zustand zu überführen.

Ergebnisse
Jedes Gas kann durch einfache Kompression in eine Flüssigkeit umgewandelt werden.
Verflüssigung von Gasen schwieriger Prozess, die viele Komprimierungen enthält
Die Verflüssigung kann durch Komprimieren eines Gases und gleichzeitiges Abkühlen erfolgen.
Verflüssigte Gase sind weit verbreitet
Verflüssigte Gase werden nicht nur in Technik, Medizin und Landwirtschaft, sondern auch in der Wissenschaft eingesetzt.

Literaturverzeichnis

h ttp://en.wikipedia.org/wiki/Liquefaction_gases

Flüssigkeiten können nur bei Temperaturen unterhalb der kritischen Temperatur existieren. Um ein Gas zu verflüssigen, muss es daher zunächst unter die kritische Temperatur abgekühlt und dann verdichtet werden. Wie aus Tabelle XIII ersichtlich ist, benötigen Gase wie Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und insbesondere Helium sehr niedrige Temperaturen, um sich zu verflüssigen.

Tabelle XIII (siehe Scan) Kritische und Siedetemperaturen (bei Luftdruck) für einige Gase

Eines der ersten industriellen Verfahren zur Verflüssigung von Gasen (das Linde-Verfahren, 1895) nutzte den Joule-Thomson-Effekt.

Das Schema der Linde-Maschine ist in Abbildung 6.21 dargestellt. Vom Verdichter K komprimiert und dadurch etwas erwärmt, durchströmt das Gas den Kühler X, gibt dort Wärme an fließendes Wasser ab und kühlt auf seine ursprüngliche Temperatur ab. Das Gas strömt dann durch die Spule zu einem Drosselventil (Hahn) und dehnt sich mit einem Druckabfall von etwa hundert Atmosphären auf eine Atmosphäre in den Empfänger B aus. Unmittelbar nach dem Start der Anlage reicht der Temperaturabfall nicht aus, um das Gas zu verflüssigen. Das leicht gekühlte Gas wird über eine Rohrschlange wieder dem Kompressor zugeführt.Beide Rohrschlangen stehen in engem thermischen Kontakt (normalerweise eine Rohrschlangeineinander gesteckt) in einem Gegenstromwärmetauscher.Im Wärmetauscher wird das Gas bei a zum Kompressor geleitet niedrigere Temperatur kühlt den entgegenkommenden Gasstrom. Offensichtlich nähert sich das Gas im zweiten Zyklus dem Ventil A mit einer niedrigeren Temperatur als

dies war während des ersten Durchgangs, und nach dem Drosseln wird die Temperatur noch weiter sinken. Mit jedem Zyklus sinkt die Temperatur des Gases infolge der Drosselung und der Wirkung des Wärmetauschers mehr und mehr und fällt schließlich so stark ab, dass ein Teil des Gases nach der Expansion flüssig wird und sich im Behälter B ansammelt , von wo aus die Flüssigkeit über ein Ventil in das Dewar-Gefäß abgelassen werden kann

Das beschriebene Prinzip des Gegenstromwärmetausches wird in allen Maschinen zur Verflüssigung von Gasen eingesetzt, wobei die Gestaltung solcher Wärmetauscher sehr unterschiedlich sein kann.

Ein weiteres industrielles Verfahren zur Verflüssigung von Gasen (das Claude-Verfahren, 1902) beruht auf der zusätzlichen Abkühlung des Gases bei der Arbeit. Das komprimierte Gas nach dem Ventil (Abb. 6.21) wird zur Kolbenmaschine (Expander) geleitet, wo es beim Expandieren die Arbeit zum Bewegen des Kolbens verrichtet kinetische Energie Moleküle (der Expander ist in der Figur nicht gezeigt). Dadurch wird der Effekt der Absenkung der Gastemperatur deutlicher als bei der Linde-Maschine. Diese Methode wurde vom sowjetischen Wissenschaftler P. L. Kapitsa (1934) verbessert, der anstelle eines Kolbenexpanders eine kleine Turbine (Turboexpander) verwendete, die von einem gekühlten Gas angetrieben wurde (der Expanderrotor ist klein und sein Gewicht wird nur in Hunderten gemessen). Gramm).

Zur Verflüssigung von Gasen werden derzeit in den meisten Fällen Maschinen mit Expansion in Expandern eingesetzt. Bei der Verflüssigung von Helium zur Vorkühlung in Maschinen mit Turboexpandern wird anstelle von Wasserstoff Stickstoff verwendet, was die Produktivität deutlich erhöht und wirtschaftliche Effizienz Geräte. Außerdem sind Maschinen mit Turboexpandern bei gleicher Produktivität um ein Vielfaches kleiner als Maschinen, die nach dem Linde-Schema arbeiten.