Свойства жидкого азота

жидкий азот

Жидкий азот это вещество азот N2 в жидком состоянии при экстремально низкой температуре -196C (77.35K) при давлении 101,3кПа. Зависимость температуры кипения жидкого азота от давления представлена в Таблице 2. Жидкий азот не обладает цветом и запахом. При контакте с воздухом жидкий азот поглощает из него кислород, образуя раствор кислорода в азоте в связи с чем температура кипения смеси постепенно меняется. 
 
Температура жидкого азота может быть понижена до точки замерзания -210С (63К) при создании необходимого разряжения над его поверхностью. Разряжение достигают путем откачки емкости с жидким азотом вакуумным насосом соответствующей производительности.
 
Плотность жидкого азота при давлении при давлении 101,3кПа составляет 808кг/м3. Зависимость плотности жидкого азота от давления представлена в Таблице 3.
 
Жидкий азот получают путем ожижения атмосферного воздуха с дальнейшим его разделением на ректификационной колонне, либо ожижением газообразного азота, полученного с помощью мембранного, либо сорбционного метода разделения воздуха. В атмосферном воздухе содержание газообразного азота составляет 75,6 % (по массе) или 78,084 % (по объёму). 
 
Таблица 1  Марки жидкого азота классифицируют в соответствии с ГОСТ 9293-74.
 
Марка азота / состав
Особой чистоты (ОСЧ) Повышенной чистоты Технический
1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
Объемная доля азота, %, не менее 99,999 99,996 99,99 99,95 99,6 99,0
Объемная доля кислорода, %, не более 0,0005 0,001 0,001 0,05 0,4 1,0

хранение жидкого азота Для хранения жидкого азота используются специальные емкости с вакуумной изоляцией. Небольшие емкости для хранения жидкого азота емкостью менее 50л называют сосудами Дьюара, емкости большего объема называют криогенными сосудами, криогенными емкостями и цистернами. При хранении азот испаряется, наиболее качественные емкости характеризуется минимальным значением его испарения. Для криогенных сосудов типичные потери продукта составляют 1-2% в сутки, для сосудов Дьюара 0,2-0,3% в сутки.
 
Жидкий азот используют для охлаждения различных объектов и для газификации. Газификация жидкого азота позволяет существенно сократить издержки на доставку газообразного азота потребителю. Для газификации жидкого азота используются специальные сосуды газификаторы различных модификаций и азот марки ОСЧ. Для охлаждения достаточно технического азота, т.к. для охлаждения различных объектов как правило отсутствуют требования на чистоту азота. Под чистотой азота понимается степень содержания в нем кислорода.
 
Купить жидкий азот, сосуд Дьюара или емкость для хранения и газификации жидкого азота - сосуд газификатор Вы можете обратившись к менеджерам нашей компании.
 

Таблица 2  Давление насыщенных паров азота при температурах 20-126К

Т, К p, гПа Т, К p, МПа
над кристаллом над жидкостью
20,0 1,44×10-10 63,15* 0,0125*
21,2 1,47×10-10 64 0,0146
21,6 3,06×10-10 66 0,0206
22,0 6,13×10-10 68 0,0285
22,5 1,59×10-9 70 0,0386
23,0 3,33×10-9 72 0,0513
24,0 1,73×10-8 74 0,0670
25,0 6,66×10-8 76 0,0762
26,0 2,53×10-7 77,36** 0,1013**
26,4 4,26×10-7 80 0,1371
30,0 3,94×10-5 82 0,1697
37,4 1,17×10-2 84 0,2079
40,0 6,39×10-2 86 0,2520
43,5 1,40×10-1 88 0,3028
49,6 3,49 90 0,3608
52,0 7,59 92 0,4265
54,0 13,59 94 0,5006
56,0 23,46 96 0,5836
58,0 39,19 98 0,6761
60,0 69,92 100 0,7788
62,0 98,11 102 0,8923
    104 1,0172
    106 1,1541
    108 1,3038
    110 1,4669
    116 2,0442
    120 2,5114
    124 3,0564
    126,2 *** 3,4000***

Примечание: * - тройная точка; ** - точка нормального кипения; *** - критическая точка
 

Таблица 3 Плотность жидкого азота в диапазоне температур 63-126К

Т, К ρ, кг/м3
63,15 868,1
70 839,6
77,35 807,8
80 795,5
90 746,3
100 690,6
110 622,7
120 524,1
126,25 295,2

Таблица 4 Приблизительный расход жидкого азота на охлаждение некоторых металлов

Хладагент  Температурный интервал
охлаждения металла, К 
Расход хладагента, л на 1 кг металла
 Алюминий   Нержавеющая сталь   Медь 
При использовании теплоты парообразования
 Жидкий азот  300 до 77 1,0 0,53 0,46
При использовании теплоты парообразования и теплоемкости пара
Жидкий азот 300 до 77 0,64 0,34 0,29

Таблица 5 Основные физические свойства жидкого азота

Параметр, свойство Азот
Температура кипения, К 77,36
Критическая точка
  • Температура Ткр, К
  • Давление ркр, МПа
  • Плотность ρкр, кг/м3
  • 126,6
  • 3,398
  • 304
Тройная точка
  • Температура Ттр, К
  • Давление ртр, кПа
  • 63,15
  • 12,53
  • Плотность ρ, кг/м3: пара
  • жидкости
  • 4,54
  • 808
  • Уд. Теплоёмкость пара Ср, кДж/(кг°К):
  • жидкости
  • 0,190
  • 1,97
  • Теплота парообразования r, кДж/кг
  • кДж/л
  • 197,6
  • 159,6
Отношение разницы энтальпий газа при Т=300К и Т=4,2К к теплоте парообразования, Δi/r 1,2
  • Коэф. теплопроводности λ, мВт/(м°К) пара
  • жидкости
  • 7,62
  • 136
Диэлектрическая постоянная жидкости 1,434
Газ при нормальных условиях (t= 0 °C, p=101,325кПа)
  • Плотность ρ, кг/м3
  • Уд. теплоёмкость Ср, кДж/(кг°К)
  • Коэф. теплопроводн. λ, мВт/(м°К)
  • Объем насыщенного пара из 1 л жидкости:
  • Объем газа из 1 л жидкости:
  • 1,252
  • 1,041
  • 23,96
  • 178
  • 646
  • Молярная масса μ,кг/моль
  • Газовая постоянная R, Дж/(кг°К)
  • Показатель адиабаты γ= Cp/C
  • 28,2
  • 296,75
  • 1,4