Сообщение #34 T-Duke » 24 июн 2017, 04:49
1.Газы могут сжижаться. Или при понижении температуры, или при повышении давления. Охладим газ до низких температур он станет жидкостью. Или же нагоним давление так, что газ превратится в жидкость. Для разных газов, разные температуры и давления.
2. СО2 имеет свойство переходить в жидкое состояние, в довольно тепличных интервалах температур, если давление составляет 40-73Атм.
3. В системе сообщающихся сосудов, находящихся при одинаковом давлении всегда можно получить один сосуд с полным заполнением, второй с частичным. При переливании из большого баллона в малый, можно получить ситуацию, когда малый баллон будет почти полностью заполнен жидкой фазой СО2.
4. При переходе газа в жидкое состояние (при определенном давлении), газ значительно уменьшает свой объем. И чем ниже температура, тем легче газ переходит в жидкое состояние, то есть при меньшем давлении. Например если охладить СО2 до температуры -56С, то газ перейдет в жидкую фазу при давлении всего 5.2атм. Если сжижать СО2 при температуре 0С, то для этого потребуется давление уже порядка 40атм. Если же захотеть превратить СО2 в жидкость, при температуре 31С, то для этого потребуется создать давление примерно 74атм.
5. У сжиженных газов есть критическая точка. Это температура, выше которой, газ уже не может существовать в жидком виде. И если превысить критическую температуру, газ будет находиться в закритическом состоянии - не жидкость и не газ, а что-то среднее.
6. Для того, чтобы газ занимал одинаковый объем в закритическом состоянии, требуется соответствующее давление. И чем выше температура за критической точкой, тем выше это давление. При чем давление растет резко. При нагреве жидкого СО2 до температуры 50 и выше градусов, легко получить давление в несколько сотен атм. Если условия хранения не позволяют выдерживать нужное давление в закритической зоне, тогда газ начинает увеличивать свой объем. Иными словами, если баллон не способен выдержать давление газа, то баллон увеличивает свой объем, раздувается и в случае со стальными баллонами, просто взрывается.
7. Можно провести очень грубую аналогию между жидкостью и сжиженным газом в закритической зоне. Если наполнить баллон под завязку жидкостью с высоким значением температурного коэффициента объемного расширения, закрыть вентиль, а потом начать нагревать баллон, то жидкость расширяясь при нагреве, запросто порвет баллон, так как жидкости почти не сжимаются и тепловое расширение жидкости, способно создать громадное давление.
8. Очень грубо можно перенести это на жидкий СО2. Если под горлышко залить баллон жидкой фазой. А потом нагревать баллон, то жидкая фаза будет как бы расширяться от нагрева, а так как такая жидкость плохо сжимается, то она создаст большое давление и тоже легко порвет баллон. Повторяюсь, это грубая аналогия. СО2 в закритической зоне уже не жидкость, но поведение похоже на поведение жидкости, только более мягкое, то есть она лучше сжимается чем обычные жидкости, но куда хуже чем газы. Настоящая жидкость, очень мало сжимается и при нагреве в замкнутом объеме, легко может создать давление в многие тысячи атм. А СО2 в закритической зоне, можно условно назвать полусжимаемой жидкостью. Она сжимается, при меньших давлениях, по сравнению с обычными жидкостями, но давления эти тоже нешуточные и легко могут порвать баллон.
Поэтому при заправке СО2, да и другими сжижаемыми газами, в баллоне должна оставаться газовая подушка, которая будет компенсировать "расширение жидкой фазы", при изменении температуры. Повторюсь, в закритических состояниях нет понятия "жидкая фаза", но грубо можно представлять ее себе, как полусжимаемую жидкость, которая при росте температуры, объемно "расширяется", а так как баллон имеет неизменный объем, то жидкость не может расширяться, но может повышать давление. И очень сильно.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.