![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Учебно-методический материал Раздел №1 «Теоретические основы криогенной техники»
- •Оглавление
- •Тема № 1. Сжатие газов Лекция №1. Назначение, содержание дисциплины. Принцип работы компрессоров и воздухоразделительных установок Учебный вопрос № 1. Назначение и содержание дисциплины
- •Учебный вопрос № 2. Роль газов в обеспечении полетов авиации
- •Учебный вопрос № 3. Назначение, классификация, характеристики и области применения компрессоров
- •Учебный вопрос № 4. Построение диаграммы s – т.
- •Групповое занятие № 1. Процессы одноступенчатого и многосту-пенчатого сжатия газов Учебный вопрос № 1. Одноступенчатое сжатие и его предел
- •Учебный вопрос № 2. Многоступенчатое сжатие.
- •Тема № 2. Очистка и осушка воздуха. Лекция №1. Очистка и осушка воздуха Учебный вопрос № 1. Необходимость очистки и осушки воздуха
- •Учебный вопрос № 2. Способы очистки воздуха
- •Групповое занятия №2. Комплексная очистка и осушка воздуха синтетическими цеолитами Учебный вопрос № 1. Характеристики адсорбентов
- •Учебный вопрос № 2. Комплексная очистка и осушка воздуха синтетическими цеолитами
- •Практическое занятие № 1. Адсорберы воздухоразделительных установок и взрывобезопасность. Учебный вопрос № 1. Адсорберы вру и взрывоопасность
- •Тема № 3. Расширение газов. Лекция № 1. Дросселирование газов. Учебный вопрос № 1. Сущность процесса дросселирования
- •Сжатый газ
- •Учебный вопрос № 3. Применение процесса дросселирования и влияние различных факторов на его эффективность
- •Групповое занятие № 2. Расширение газов с отдачей внешней работы. Учебный вопрос № 1. Назначение и классификация детандеров
- •Учебный вопрос № 3. Общее устройство и рабочий процесс турбодетандеров
- •Учебный вопрос № 4. Сущность процесса расширения газов с отдачей внешней работы
- •Учебный вопрос № 5. Характеристика процесса расширения газов
- •Тема № 4. Глубокое охлаждение. Лекция № 1.Глубокое охлаждение и его циклы. Учебный вопрос № 1. Классификация циклов глубокого охлаждения
- •Учебный вопрос № 2. Абсорбционная холодильная установка
- •Учебный вопрос № 3. Пароэжекторная холодильная установка
- •Учебный вопрос № 4. Газовые холодильные машины
- •Групповое занятие № 2. Основные способы получения холода. Учебный вопрос № 1. Основные способы получения холода, используемые в действительных циклах глубокого охлаждения
- •Учебный вопрос № 2. Холодильные циклы с дросселированием
- •Групповое занятие № 2. Холодильные циклы с расширением воздуха в детандерах
- •Учебный вопрос № 1. Холодильный цикл среднего давления с расширением воздуха в поршневом детандере
- •Учебный вопрос № 2. Холодильный цикл высокого давления с расширением воздуха в поршневом детандере
- •Учебный вопрос № 3. Цикл низкого давления с расширением воздуха в турбодетандере (цикл Капицы)
- •Тема № 5. Ректификация. Лекция № 1. Процессы испарения и конденсации. Учебный вопрос № 1. Общая характеристика процессов испарения и конденсации
- •Учебный вопрос № 2. Равновесие между жидкостью и паром в системе «кислород-азот» и диаграммы её равновесного состояния
- •Групповое занятие № 1. Процесс ректификации Учебный вопрос № 1. Сущность процесса ректификации
- •Учебный вопрос № 2. Однократная ректификация бинарной смеси
- •Учебный вопрос № 3. Двукратная ректификация бинарной смеси
- •Тема № 6. Процессы и аппараты воздухораздели-тельных установок. Лекция № 1. Теплообменники. Учебный вопрос № 1. Назначение и классификация теплообменных аппаратов
- •Учебный вопрос № 2. Рекуперативные теплообменники
- •Групповое занятие № 2. Конденсаторы-испарители Учебный вопрос № 1. Классификация и характеристики конденсаторов-испарителей.
- •Учебный вопрос № 2. Теплоотдача при конденсации пара
- •Учебный вопрос № 3. Теплоотдача при кипении
- •Групповое занятие № 3. Регенераторы Учебный вопрос № 1. Принцип действия регенераторов
- •Учебный вопрос № 2. Очистка воздуха от воды и двуокиси углерода в регенераторах
- •Учебный вопрос № 3. Способы обеспечения незабиваемости регенераторов
- •Практическое занятие № 4. Ректификационные колонны Учебный вопрос № 1. Назначение и состав ректификационных колонн
- •Учебный вопрос № 2. Классификация ректификационных колонн.
- •Учебный вопрос № 3. Конструкция ректификационных колонн промышленных установок разделения воздуха
- •Тема № 7. Контроль качества газов, применяемых в авиации Лекция № 1. Определение содержания веществ в газе. Учебный вопрос № 1. Требования к качеству газов, применяемых в авиации
- •Учебный вопрос № 2. Виды и объемы контроля качества газов, применяемых в авиации.
- •Учебный вопрос № 3. Определение содержания кислорода и азота в газовых смесях.
- •Учебный вопрос № 4. Определение содержания ацетилена, масла и вредных примесей в кислороде
- •Групповое занятие № 2. Приборы для определения влажности и качества газов, применяемых в авиации. Учебный вопрос № 1. Приборы для определения влажности газов
- •Учебный вопрос № 2. Современные методы и приборы контроля качества газов
- •Расчетные
- •Визуально
- •Инструментальные
- •Учебный вопрос № 3. Методы измерений и приборный парк
Учебный вопрос № 3. Определение содержания кислорода и азота в газовых смесях.
Газоанализаторы, применяемые для определения концентрации кислорода в газах, по принципу действия делятся на следующие группы:
термомагнитные;
деполяризационные;
термохимические;
химические.
В кислородной промышленности наибольшее распространение получили автоматические термомагнитные кислородные газоанализаторы. Отечественная промышленность изготавливает следующие типы термомагнитных газоанализаторов: МГК-4, МГК-6, МН-5132 и др.
Принцип действия термомагнитных кислородных газоанализаторов основан на более высокой (в 150 раз), чем у азота и других газов, магнитной восприимчивости кислорода. При внесении кислорода в магнитное поле его молекулы намагничиваются и начинают притягиваться магнитом. Магнитная восприимчивость кислорода сильно зависит от температуры, с повышением температуры она резко снижается.
Принцип действия термомагнитных газоанализаторов следующий: у стенок камеры холодные молекулы кислорода притягиваются магнитом, а около спирали теплые – не притягиваются. Холодные, двигаясь к полюсам магнита, выталкивают теплые из магнитного поля. В результате образующейся конвекции спираль охлаждается, а ее электрическое сопротивление падает, что в конечном итоге фиксируется вторичным прибором. Поскольку магнитными свойствами обладает лишь кислород, то интенсивность движения газа в камере будет зависеть лишь от содержания кислорода в смеси.
Деполяризационные газоанализаторы работают по следующему принципу. Если к двум электродам, погруженным в электролит, приложено некоторое напряжение, то величина тока в цепи быстро снижается почти до нуля в результате поляризации электродов. При наличии в электролите кислорода в результате диффузии он деполяризует электрод, при этом в цепи возникает так называемый диффузионный ток. Величина тока пропорциональна содержанию кислорода в электролите. Промышленность изготавливает два поляризационных газоанализатора ДПГ-5А-52 и ГДРП, которые используются для анализа кислорода.
Термохимический газоанализатор типа ТХГ-6А применяют для определения малых концентраций кислорода в газах. Принцип действия термохимического газоанализатора основан на измерении теплового эффекта реакции соединения кислорода с водородом в слое катализатора. Количество выделившегося при этой реакции тепла пропорционально количеству кислорода, прошедшего через катализатор.
В авиационно-технических частях определение концентрации кислорода и азота в газовых смесях осуществляют с помощью прибора ПАК и АУ2, принцип работы которого основан на химическом методе определения содержания кислорода и азота в кислородно-азотных газовых смесях. Работа прибора основана на методе Гемпеля, который заключается в поглощении кислорода медью в медно-аммиачном растворе с последующим измерением объема оставшегося газа.
Сущность метода определения концентрации азота основана на поглощении кислорода из газовой смеси щелочным раствором пирогаллола «А» с последующим измерением объема оставшегося не поглощенного азота. Определение процентного содержания азота в газе осуществляется методом поглощения кислорода раствором пирогаллола «А» в том случае, когда кислородно-азотная смесь содержит менее 20 % кислорода. При концентрации кислорода в смеси более 20 % применяется метод, при котором медь взаимодействует с кислородом и окись меди смывается медно-амиачным раствором.