Владимир Карцев - Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)

Здесь есть возможность читать онлайн «Владимир Карцев - Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)» весь текст электронной книги совершенно бесплатно (целиком полную версию без сокращений). В некоторых случаях можно слушать аудио, скачать через торрент в формате fb2 и присутствует краткое содержание. Город: Москва, Год выпуска: 1988, ISBN: 1988, Издательство: Энергоатомиздат, Жанр: Физика, на русском языке. Описание произведения, (предисловие) а так же отзывы посетителей доступны на портале библиотеки ЛибКат.

Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.): краткое содержание, описание и аннотация

Предлагаем к чтению аннотацию, описание, краткое содержание или предисловие (зависит от того, что написал сам автор книги «Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)»). Если вы не нашли необходимую информацию о книге — напишите в комментариях, мы постараемся отыскать её.

В популярной и занимательной форме рассказывается об истории решения проблемы, волнующей в равной степени и ученых, и инженеров. Эта проблема — получение сильных магнитных полей. Известно, что чем большее магнитное поле удается создать в машине, тем меньшие габариты она имеет и дешевле стоит. Ученые разработали несколько эффективных способов получения сильного магнитного поля. Об успехах и неудачах на этом пути и рассказывается в книге.
Для учащихся старших классов, читателей, интересующихся историей и современными достижениями науки и техники.

Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.) — читать онлайн бесплатно полную книгу (весь текст) целиком

Ниже представлен текст книги, разбитый по страницам. Система сохранения места последней прочитанной страницы, позволяет с удобством читать онлайн бесплатно книгу «Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)», без необходимости каждый раз заново искать на чём Вы остановились. Поставьте закладку, и сможете в любой момент перейти на страницу, на которой закончили чтение.

Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

при этом поршень, т. е. совершает некоторую работу, отдавая энергию. При этом

гелий охлаждается. Многократно повторяя цикл, можно в принципе добиться того,

что гелий охладится до 4,2 К и превратится в жидкость. Чаще всего, однако,

охлаждение гелия в поршневом детандере сочетается с другими способами

охлаждения, например дросселированием.

При дросселировании предварительно сжатый и охлажденный гелий пропускается через

узкую щель — дроссель, где он расширяется. Физическая сущность охлаждения при

дросселировании (эффект Джоуля — Томсона) состоит в том, что при увеличении

объема газа, происходящем при расширении в дросселе, межмолекулярные расстояния

в газе растут, при этом совершается некоторая работа против сил притяжения. Газ

теряет свою внутреннюю энергию и, следовательно, охлаждается.

Один из "классических" детандерных ожижителей гелия создан в Институте

физических проблем АН СССР. Опишем принцип его работы.

Поршневой компрессор сжимает гелий, поступающий из газгольдеров, и подает его в

ожижитель. Туда поступает около 350 м3/ч газообразного гелия, сжатого до 22…23

атм. Сначала гелий охлаждают в ванне с жидким азотом (70 К). Затем часть

охлажденного гелия поступает в поршневой детандер, где гелий расширяется,

заставляя двигаться поршень, причем температура гелия в это время падает до

11…12 К. Холодный гелий используется теперь для охлаждения новых порций гелия.

Другая часть газообразного охлажденного гелия поступает в так называемую

дроссельную ступень, где газ заставляют пройти через дроссель. При этом уже

основательно охлажденный газ еще больше охлаждается, частично превращаясь в

жидкость (сжижается примерно около 10 % первоначально имевшегося количества

гелия).

Производительность аппарата 45 л/ч, расход электроэнергии 2,5 кВт·ч/л

жидкого гелия. Такая производительность, однако, не предел. За последние годы в

СССР и США созданы гелиевые ожижительные установки производительностью 200 л/ч и

более. Мала или велика эта производительность?

Теплота испарения жидкого гелия настолько низка, что электролампочка мощностью 4

Вт, работающая в жидком гелии, испарила бы более 50 л жидкого гелия за 1 ч!

Тем не менее полное отсутствие сопротивления у сверхпроводящих обмоток и,

следовательно, отсутствие выделения тепла позволяют обходиться такими

количествами жидкого гелия даже для самых крупных обмоток. Важно лишь обеспечить

очень хорошую теплоизоляцию области, где находится сверхпроводящая обмотка, с

тем чтобы тепло не поступало в эту область извне.

Самая лучшая теплоизоляция — это высокий вакуум (остаточное давление 10-5…10-6

мм рт. ст.). Теплопроводность остаточного газа в этом случае ничтожно мала для

того, чтобы обеспечить хоть сколько-нибудь заметную теплопередачу. При вакуумной

изоляции решающее значение приобретает теплопередача лучеиспусканием. Чтобы

ликвидировать или по крайней мере существенно снизить передачу тепла от области

с высокой температурой к низкотемпературной, на пути излучения в вакууме

необходимо поставить отражающие экраны, охлаждаемые каким-либо хладагентом.

Охлаждение экрана необходимо потому, что теплопередача излучением

пропорциональна разности четвертых степеней температур поверхностей. Снижая эту

разность, можно добиться еще большего эффекта теплоизоляции. Достаточно сказать,

что установка экрана, охлаждаемого жидким азотом, снижает приток тепла в

низкотемпературную область в 200 раз!

Хранят жидкий гелий в специальных сосудах Дьюара. Обычно они имеют сферическую

форму, поскольку сфера при данном объеме имеет самую маленькую поверхность, а

каждый лишний сантиметр поверхности — это и лишний приток тепла внутрь сосуда!

Наиболее часто употребляемый сосуд (модель СД-10Г) может вместить около 10 л

жидкого гелия. Гелий содержится в сферическом резервуаре, который расположен

внутри ванны с азотом, помещенной, в свою очередь, внутри сферического корпуса,

имеющего комнатную температуру. В пространстве между внешним корпусом и сосудами

с азотом и гелием создается глубокий вакуум. В таком сосуде в сутки теряется не

более 2 % гелия.

Существуют стандартные сосуды большей емкости, например, на 50, 80, 100 л.

Развитие сверхпроводниковой техники приведет к созданию значительно больших

емкостей. Уже сейчас для централизованного снабжения гелием используют гелиевые

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Похожие книги на «Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)»

Представляем Вашему вниманию похожие книги на «Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)» списком для выбора. Мы отобрали схожую по названию и смыслу литературу в надежде предоставить читателям больше вариантов отыскать новые, интересные, ещё непрочитанные произведения.


Отзывы о книге «Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)»

Обсуждение, отзывы о книге «Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)» и просто собственные мнения читателей. Оставьте ваши комментарии, напишите, что Вы думаете о произведении, его смысле или главных героях. Укажите что конкретно понравилось, а что нет, и почему Вы так считаете.

x