Криогенные жидкости
В науке и технике часто используются некоторые свойства охлажденных жидкостей. Получают эти вещества, разделяя воздух на отдельные составляющие, которые потом замораживают при криогенных температурах.
Криогенные жидкости требуют соблюдения четких правил безопасности не только при производстве, но и транспортировке. Упаковочные материалы для криогенных веществ должны быть специфическими, поскольку речь идет о здоровье и жизни человека.
Производство рассматриваемых жидкостей
Атмосферный воздух состоит из смеси нескольких газов. Сюда можно отнести кислород, водород, кислород и много других химических элементов, представленных в значительно меньшем количестве. Так, воздух сжимают в специальной компрессорной установке, а после этого пропускают через теплообменники, расширяют в машине-детонаторе и охлаждают до криогенной температуры, превращая все в жидкость. Дальше разделить азот с кислородом не представляет особых трудностей, поскольку здесь пользуются различием температур кипения данных составляющих. Здесь необходимо применить 910К и 780К, что добиться нужного результата.
Хранение и транспортировка криогенных веществ
Чтобы избежать негативных последствий, необходимо правильно упаковывать, хранить и перевозить криогенные жидкости. В общем случае для этих целей используются сосуды, окруженные специальной полостью, из которой выкачан воздух. Уровень высокого вакуума поддерживают адсорбентом, размещенным в свободном пространстве.
В медицине криогенные жидкости применяют, когда необходимо сделать анализы. Поэтому сразу после проведения этой процедуры, остатки рассматриваемых охлажденных веществ удаляют в специально предназначенных для этого местах. Если нарушить данное правило и слить криогенную жидкость на асфальт или грунт, то может произойти взрыв.
Более того, обслуживающий персонал, работающий с охлажденными до очень низких температур веществами, должен носить специальную защитную одежду, и обувь. Наличие очков также является обязательным условием при непосредственном контакте с сосудами, заполненными криогенными жидкостями. Ведь при соприкосновении с этими веществами можно получить серьезный ожог. Но следует отметить, что данная травма будет отличаться от теплового воздействия. Поскольку криогенные жидкости не приводят к отмиранию нервных тканей. А при вдыхании паров, исходящих от рассматривающих веществ, дыхательные пути и легкие сильно повреждаются.
Использование охлажденных газов
Криогенные жидкости широко применяются в различных отраслях человеческой деятельности. Жидким азотом охлаждают пищевые напитки и замораживают пораженные участки организма, для предотвращения развития серьезных заболеваний. При пожаротушении жидкий азот также успешно используется, поскольку это вещество вытесняет кислород, необходимый для горения. Испарения, происходящие при данном процессе, не приносят вреда окружающей природе, что говорит о рациональности такого способа борьбы с огнем. Гелий в жидком состоянии часто используется в медицине для поддержания низких температур в случаях необходимости. Различные научные исследования требуют наличия такого вещества при проведении специальных опытов с кристаллами и микроскопами.
Жидкой углекислотой также можно тушить пожары. Однако больше всего данное вещество нужно для фармацевтической и пищевой промышленности. Раньше рассматриваемую криогенную жидкость применяли только при изготовлении жидкого льда и газированных напитков.
Зато теперь спектр использования охлажденных до очень низких температур газов значительно расширился. Так, например, сегодня криоген достаточно широко применяется в ядерной энергетике. Чаще всего это необходимо для существенного ускорения процесса подачи газа в ядерный реактор.
Одной из главных отличительных особенностей криогена является то, что содержащиеся в его составе электроны не могут постоянно оставаться свободными. Объясняется это, прежде всего, тем, что, в результате взаимодействия таких электронов с молекулами различного рода примесей или же молекулами различного рода жидкостей происходит образование так называемых отрицательных ионов, которые, в свою очередь, обладают очень большой эффективной массой, в связи с чем очень легко передают свою энергию молекулам жидкости, испаряя ее. Образовавшиеся таким образом пузыри практически моментально сокращают степень электрической прочности криогена, потому что их диаметр в процессе возрастания приобретает размеры, соответствующие закону Пашена. Данный размер пузырьков вполне может считаться критическим, потому как в случае дальнейшего увеличения их размеров степень электрической прочности пузырьков будет только сокращаться.
При переливании криогенных жидкостей из 15-литровых сосудов Дьюара рекомендуется пользоваться наклоняющейся подставкой, в которой сосуд должен быть прочно закреплен. Наклонять подставку с сосудом следует медленно, избегая выплесков жидкости из горловины сосуда. Для слива жидкости из сосудов большей емкости необходимо создавать перепад давлений в сосуде, повышая в нем давление.
