ОГНЕННЫЙ ВОЗДУХ

ОБ ОДНОМ ПРОСТОМ, НО ВАЖНОМ АППАРАТЕ

Ы уже знаем, что при нормальном атмосферном да­влении температура жидкого воздуха исключительно низка. Если попытаться достигнуть такой температуры обычным расширением воздуха, то придётся предвари­тельно сжимать его до колоссальных давлений. Это вы­зовет огромные затраты и вряд ли сможет быть выпол­нено по техническим причинам.

Но есть довольно простой аппарат, в котором можно сильно охладить газ, не прибегая к большому сжа­тию. Этот аппарат — теплообменник — необходи­мая часть любой современной машины, предназначенной для получения глубокого холода.

Простейший теплообменник состоит из двух металли­ческих трубок, вставленных одна в другую (рис. 2). По внутренней трубке сжатый воздух идёт к особому крану,

Называемому расширительным вентилем. Выг ходя из вентиля в камеру, воздух расширяется. При этом его давление падает до атмосферного, а темпера­тура понижается на несколько градусов. Затем охла­ждённый воздух покидает расширительную камеру. На­правляясь к выходу из аппарата по наружной трубке теплообменника, он омывает внутреннюю трубку со следующей порцией сжатого воздуха и отдаёт ему часть своего холода. К моменту расширения новые порции сжа­того воздуха, поступающего по внутренней трубке тепло -

Обменника, будут уже более холодными, а в камере их температура станет ещё ниже.

С каждой минутой работы теплообменника темпера­тура расширяющегося воздуха становится всё более и более низкой. Наконец, наступает момент, когда часть расширяющегося воздуха превращается в жидкость. Жидкий воздух собирается в нижней части расширитель­ной камеры и может быть слит оттуда через специальный кран. Таким образом, теплообменник, исключительный по своей простоте аппарат, позволяет постепенно, как бы автоматически, понижать температуру расширяющегося воздуха до нужного предела, когда наступает момент превращения его в жидкость.

Практически теплообменник устроен более сложно. Вместо одной трубки внутри теплообменника обычно находится целая система длинных и тонких тру­бок, изготовленных из меди — металла, хорошо проводя­щего тепло. Иногда, для увеличения охлаждающей поверхности теплообменника, внутреннюю трубку делают в виде спирали.

Теплообменник, как и все аппараты, работающие при низких температурах, тщательно покрывается снаружи толстым слоем материала, плохо проводящего тепло: шлаковой ваты, углекислой магнезии и других. Этот слой надёжно предохраняет теплообменник от излишних потерь холода в окружающее пространство.

Каким же образом сжимается воздух, поступающий в теплообменник? В установке глубокого холода есть особая машина — компрессор, в котором воздух можно сжать до давления, в 200 раз превышающего атмосферное. Чаще всего ставят многоступенчатый пор­шневой компрессор. Он состоит из 5 или б цилиндров с поршнями. Воздух, проходя по особым трубам от одного цилиндра к другому, постепенно, ступенями, сжи­мается. В первом цилиндре давление воздуха повышается до 6—7 атмосфер, во втором — оно увеличивается до 20 атмосфер, и т. д. Наконец, в последнем цилиндре дости­гается сжатие до 200—250 атмосфер.

При сжатии воздух, конечно, нагревается, поэтому по выходе из каждого цилиндра он охлаждается в специаль­ных холодильниках.