ГЛУБОКОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

ГЛУБОКОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ, охлаждение веществ с целью получения и прак-тич. использования темп-р, лежащих ниже 170 К. Г. о. обеспечивается рабочими веществами, критич. темп-pa к-рых лежит ниже 0⁰C (273,15 К),- воздухом, азотом, гелием и др. Область Г. о. делится на три температурные зоны: первая - от 170 К до 70 К, вторая - от 70 К до 0,5К - обычно паз. криогенной (греч. kryos - холод,-genes - рождающий), третья - сверхнизкие темп-ры (ниже 0,5 К).

Г. о. осуществляют следующими способами: охлаждение газа при его дросселировании (см. Джоуля - Томсона эффект)‘, расширение газа или пара с совершением внеш. работы; адиабатич. размагничивание (см. Магнитное охлаждение), последний способ используется для создания сверхнизких темп-р. Осн. назначение Г. о. - сжижение газов и разделение газовых смесей. Важнейшее из них - разделение воздуха на составные части. Воздухоразделительные установки производят: технич. кислород (O₂- 99,2, 99,5 и 99,7%), технологич. кислород (O₂-95%)ичистый азот (N₂-99, 998%). Различают 3 типа воздухоразделитель-ных установок для получения: газообразного кислорода под атмосферным давлением, газообразного кислорода под повышенным давлением и жидкого кислорода или жидкого азота. Одновременно на установках, применяя соответствующие устройства, можно получать сырой аргон, первичный концентрат криптона, а также неоно-гелиевую смесь.

Большое значение Г. о. имеет при извлечении гелия из природных газов, при разделении коксового газа, газов крекинга и пиролиза нефти.

Жидкий азот широко применяется в медицине и биологии для консервации и длит, (до неск. лет) хранения крови, костного мозга, кровеносных сосудов и мышечной ткани; используется при хранении и перевозке пищевых продуктов в автомобильных и ж.-д. холодильниках, где он заменяет ледо-соляные охладители и холодильные установки умеренного холода. В 60 - нач. 70-х гг. крупнейшим потребителем сжиженных газов стала ракетная техника. Ежемесячная потребность жидкого кислорода для этих целей в США превышает 4 тыс. т. Применение жидкого водорода в качестве топлива и жидкого кислорода в качестве окислителя позволяет довести удельный импульс ракетного двигателя до 450 сек вместо 280 сек. Разрабатывается возможность использования шугообразного водорода и атомарного водорода, к-рый может храниться в твёрдом состоянии при темп-ре 4,2 К. Весьма перспективны для повышения удельной тяги жидкий озон и фтор. Важное значение имеет Г. о. в атомной технике, где важнейший продукт ядерной энергетики-дейтерий- получается по методу низкотемпературной дистилляции. Жидкие водород и ксенон в ядерной технике служат для заполнения пузырьковых камер. Жидкий гелий, водород и неон находят широкое применение в криогенной вакуумной технике. Для Г. о. различных сред всё большее распространение получают микрокриогенные охлаждающие устройства. С их помощью производится охлаждение до темп-ры 77-1,7 К, напр., детекторов инфракрасного излучения, квантовых генераторов {лазеров), чувствит. полупроводниковых приборов, в т. ч. электронных вычислит, машин, сверхпроводящих устройств, антенн и др. радиоэлектронных систем космич. техники и сверхдальней связи. Применяются микрокриогенные устройства дроссельного и машинного типа с компрессором и детандером. Микроохладитель такого типа, свободно помещающийся на ладони, обеспечивает холодопроизводительность в неск. вт, масса его 200-300 г. Разрабатываются микрокриогенные системы, источником охлаждения в к-рых служат сублимирующие отверждённые газы - метан, азот, аргон или водород.

Перспективно применение Г. о. в энергетике. Охлаждение проводников элект-рич. турбогенераторов, электродвигателей, трансформаторов, магнитов и накопителей энергии позволяет в неск. (5-6) раз уменьшить массу этих машин и габаритные размеры, увеличить единичную мощность, резко уменьшить электрич. сопротивление (до 800 раз). Г. о. сверхдальних электрич. линий передач, напр, из Сибири в Европу, позволит значительно сократить массу электрич. проводов, уменьшить расход энергии на омическое сопротивление и рассеяние в атмосферу, а также увеличить мощность передаваемой энергии за счёт увеличения плотности тока. Общая стоимость энергетич. установки со сверхпроводниками и системой охлаждения, напр, крупного сверхпроводящего солениода, в 2-10 раз меньше обычной.

Весьма перспективно использование сжиженных газов (напр., водорода и кислорода) в электрохим. генераторах (топливных элементах).

Лит.: Клод Ж., Жидкий воздух, пер. с франц., Л., 1930; Кеезом В., Гелий, пер. с англ., M., 19-49; Герш С. Я., Глубокое охлаждение, 3 изд. ,ч. 1 - 2, M. - Л., 1957 - 60; Разделение воздуха методом глубокого охлаждения, т. 1 - 2, M., 1964; Техника низких температур, M.- Л., 1964; Новые направления криогенной техники, пер. с англ., M., 1966; Фастовский В. Г., Петровский Ю- В., Pовинский A. C-, Криогенная техника, M., 1967; Криогенная техника за рубежом, M., 1967.

И. П. Вишнёв.

ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЬ-ПЛОСКОРЕЗ,

орудие для глубокого рыхления почвы без перемешивания её и без повреждения стерни. Применяют для обработки почв, подверженных ветровой эрозии. Осн. органы Г.-п. (рис.), выпускаемых в СССР,- рама, плоскорежущие лапы, механизм регулирования глубины обработки почвы, опорные колёса, навеска. Г.-п. полностью подрезает корни сорняков на глуб. 12-30 см; оставшаяся на поверхности поля стерня задерживает снег, предохраняет почву от выдувания и смыва, способствует накоплению влаги. При глубоком рыхлении (до 30 см) применяют 2 плоскорежущие лапы шириной захвата 1,1 м каждая; для обработки почвы на глуб. 8-16 см монтируют 1 лапу шириной захвата 2,5 м. Производительность Г.-п. в зависимости от скорости движения и ширины захвата от 1,5 до 2,8 га/ч. Г.-п. агрегатируют с тракторами класса 3 т (глубокое рыхление) или класса 1,4 т (с одной лапой).

Глубокорыхлитель-шюскорез: 1 - механизм регулирования глубины обработки; 2 - стойка; 3 - долото; 4 - лемех; 5 - башмак; 6 - пятка.