телефон/факс
Для заказа криогенных жидкостей
Телефон/факс
Для заказа криогенных жидкостей
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 |
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.
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 |
|
