3. Описание экспериментальной установки

Изучение процесса охлаждения криогенной жидкости методом вакуумирования парового пространства над зеркалом жидкости производится на установке, принципиальная схема которой представлена на рис.4.1. Измерительный узел выполнен в виде стеклянного сосуда Дьюара. Рабочая жидкость заливается через воронку 5 в ампулу 1. После этого воронка снимается, а заливная трубка заглушается.

Откачка криоагента производится вакуумным насосом 9. Давление разрежения на заданном уровне поддерживается моностатом 7. Моностат представляет собой герметический сосуд из двух полостей, разделенных резиновой мембраной. Сначала вакуумируются обе полости одновременно. В момент достижения заданного давления нижняя полость моностата отсекается вентилем В1. Таким образом под мембраной и в буферной емкости 8 фиксируется опорное давление. В дальнейшем мембрана перекрывает верхнюю центральную трубку в случае, когда давление в верхней полости окажется ниже давления в нижней полости, не позволяя откачивать пары в ампуле до давления ниже опорного.

Температура жидкости в ампуле измеряется медь-константановой термопарой, второй (нулевой) спай которой помещен в сосуд Дьюара с тающим льдом 3. В качестве измерительного прибора используется цифровой вольтметр 4.

Давление измеряется манометром 6. Уровень криогенной жидкости в ампуле измеряется визуально с помощью линейки 10.

4. Методика проведения эксперимента

Для проведения эксперимента необходимо выполнить следующие действия:

1. Включить в сеть электроприборы.

2. Залить жидкий азот через воронку 5 в ампулу 1 стеклянного прибора.

3. После заполнения ампулы азотом воронку снять, а на заливную трубку поставить заглушку.

4. Подготовить сосуд Дьюара со льдом для нулевого спая термопары.

Для проведения первого опыта включаем вакуум-насос 9 и настраиваем моностат 7 с помощью вентиля В1 на заданное разрежение. Откачку паров продолжаем до тех пор, пока температура азота не установится на некотором уровне. Записываем результаты измерения температуры, давления, изменения высоты столба азота в таблицу 1. Для пересчета значений температуры, записанных из показаний вольтметра, из мкВ в градусы Кельвина следует воспользоваться графиком на рис.2.

Следующий опыт проводим при более высоких значениях вакуума. Рекомендуется провести 4 – 5 опытов. Откачка паров над зеркалом жидкости при достижении давления тройной точки азота приводит к образованию кристаллов льда.

После окончания измерений выключаем насос и электроприборы.

Таблица 4.1. Результаты измерений и расчетов

Номер опыта	Т		Р		L	ΔL	ΔМ/М0
	мкВ	К	деления	МПа	см	см	опыт	расчет
1.
2.
3.
4.
5.