Способ создания гидростатического давления

Способ создания гидростатического давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) А в терн язебретеяяя

В. Г. Гаврилко и А. И. бондаренко (7l ) Заявятель

Физико-технический институт низких температур АН УССР (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ГИДРОСТАТИ KCKOIQ . ДАВЛЕНИЯ

Изобретение огносится к способам давления в замкнутых сосудах и может: бьггь использовано, например, для определения влияния давления на теплопроводность, скорость звука, теплоемкость, при исследовании структуры и фазовых переходов простых молекулярных кристаллов.

Известны способы создания гидростатическрго давления путем замораживания воды в условиях постоянного объема;

Таким образом можно получить давление до 20ОО атм (1).

Недостатками такого способа являются: ограниченный ряд получаемых давлений, т.к. для изменения давления нвгреваки лед с образцом до температуры плавления и затем снова охлаждают, невозможность получения давления выше

2000 атм. и большая твердость льда, приводящая к нарушению гидростатичности давления.

Известен способ, включающий плавление твердых веществ (например, "этйлового спирта,) при котором происходит рас/

2 ширение вещества. Для этого эвморвживибт в сосуде этиловый спирт, сосуд герметизируют и нж реввют. Спирт, плавясь в замкнутом обьеме, создает давление. Например, при разогревании спирта до 20 С можно создать давление в

6000 атм. (2).

Недостатком способа является применимость его только.в области темпера° тур выше температуры плавления.

t0

Прототипом выбран способ, включающий наполнение замкнутого обьемв газом, герметизацию и последующее его нвгревание (3).

1S

Недостатком способа является необходимость значительного .повышения температуры рабочего вещества из-за высокой сжимаемости газе, что исключает применение этого способа в области низких температур.

11елью изобретения является получение высоких давлений в области низких температур. ффффф.пффф@ "«%фее, жФъюмУ дсФ@« .фф&фф3фф (Ффффф!Ю юфф А Ф- юя Фйр ям«й ж -", -,,««4 « у ." А .717481

3 .,-,;.,.,—.,... ... -- — 4

Пост«аййенная цель д«остигаегс«я" тем, Отвердевшие газы отличаются от

;, М«.: = .У; -.ф,Ь что одновременно с йодачей в сосуд газа другкх твердых тел самой ниэкойтемператусосуд охлаж Гвют, при этом нижнюю .рой эатвердевания, высокой пластичностью часть сосуда охлаждают "ниже-темпбратур«ы низким пределом прочности и высоким затвердевания газа, в верхнюю часть co- g коэффициентом теплового расширения, " чем температура- звтвердев«ания газа" йа теплового расширения металлов.

О,1-0,3 К и давле«ние газа*у вх«ода в . На чертеже приведен пример ус сосуд по?{держивают нв уровне, превышаю- ва, реализующего заявляемый способ. " "щем "предал прочйоСти отвердевшего га- 1О Устройство содержит сосуд высокого за на 0,01-1 кгс/мм. — " "- " " давления 1, капилляр 2, вентиль 3, маноЭтими действиями создают условия метр 4, баллон 5 с газом, расположенные для плотного заполнения полостй сосуда на сосуде l нагреватели 6 и криоствт 7.

* — йолйкристаллом отвердевшего газа. Способ реализуется следующимобра Охлажде«йие требуется дла дос«тйжения 1S эом. Объект, который требуется испытемпературы затвердевания газа. Созда- тать в условиях высокого гидростатичес-" ""йиеградйента«необх«одимодлясоздания«таких кого давления и низких температур, устаусловий роста поликристалла, йри кото- навливается в сосуде высокого давления рык последний йолностью заполнит по- 1. По капилляру 2 с помощью вентиля 3 лость сосуда прежде, чем блокирует . _#_ в сосуд подают газ, например, аргон из

" входйое« отверстие, через которое по ме- баллона 5 (баллоны с аргоном постав— -pe затвердевания подвкй новый"порции - " ляются "заводами под давлением 150 атм), газа. Охлаждение существенно ниже тем- и одновременно по длине сосуда с пературы плавления требуется йо следую- . помощью нагревателей 6 и криоствта 7 щей причине. Фронт кристаллизации ожи- 25 создают градиент температуры. Дно соженного газа находится при температуре суда 1 охлаждают ниже температуры ,плавления. Если область; " нй йкрйст йла, - плавления твердого газа. Поэтому в соудаленную or границы кристаллизации, суде 1 будет происходить конденсация охладить до более низкой темйературы,, газа и у его дна начнет расти кристалл. то произойдет термическое сжатие этой ЗО По мере роста криствнла дно продолжают части отвердевшего газа. Следов«ательно, охлаждать до более низких температур

"между стенкбй" сжудв« и поликрй«ст«вйлом "и кристалл продолжает Расти из конден-.

""воэйикнет зазор. Если этот" зазор запол- сирующейся в сосуде 1 жидкости.

" нить отвердевшим газом, то в случае Часть кристалла, охлажденная сущест нагрева поликристалла йе сможет йро- З венно ниже температуры плавления, сжиизойти" его термическое расширение, мается вследствие терм«ической деформапоскольку он зажат стенками сосуда. ции. Зазор, образовавшийся между крисПоследнее произойдет потому, что коэф- "-твллом и стенками сосуда 1, усадочные фицйейт тепловоЫ расширения отвердев- раковины, образовавшиеся во время быстших газов в сотни раэ превьппает этот 0 "рого рббта кристалла, заполняют твердым параметр для металлов (при одинаковых аргоном. Последнее происходит потому, . температурах). Поэтому в слфчае нагрь-. что под действием давления газа, посвв этого поликристалла возникает высо- тупвющего иэ баллона, кристалл спреское дввле«нйе. Для з«вп«оЫЙе«нйя ътверде - . совывается, т.к. предел прочности твер- шим газом вышеупомянутого зазора, пор, < дого газа очень низок, например, для " бМочньпс рвковин и"треййн«, отвердевший аргона при минус 253 С он составляет гвз плотно спрессовыввют. С этой целью всего лишь 159 г/мм . " =двйленйе газа во время заполнения сосу-. Hocpe заполнения сосуда 1 кристаллом, «да поддержйвв«Ыт« "на уровне, превышающем сосуд герметизируют и нагревают. Высопредел прочности отвердев«шеро газа. + кое давление в сосуде 1 возникает в

По ле заполнения сосуда, ceo ãåðì òè- - " силу огромного теплового расширения зйруют и нагревают до температуры, не превышающей температуру плавления. При температуре минус 258 С крис"При этом« в замкнутом обьеме возййкает твллический аргон имеет молекулярный высокое давление...... 55 объеме равный 22,57 см /моль Яо та— кой же молекулярный объем будет иметь дростатичность давления обусловлена твердый аргон при минус 113,7 С если

- " бол«ьшоя йт{аСтичностью отвердевших гв- к нему приложить давление 3739 атм., "" зов." " " " — = " "" -- поэтому если заполнить замкнутый объем

15 . 1. Свенсон К."Физика высоких давлений", "И.Л., М., 1963, с. 33.

2. Циклис Д. С. Техника физико-хи- мических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях, Химия, М., о 1976, с. 117

3. Бокша С. С. Новая методика создания сверхвысоких газовых давлений", Кристаллография, т. 2, Ж 1, 1957, с. 198 (прототип).

Формула изобретения

Способ создания гидростатического давления в замкнутом сосуде, заключающийся в подаче в него газа, герметиза ции и последующем нагревании, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью соэI

5 - 717481 6 кристаллическим а р алл ческим аргоном при темпер у е дания давленйя в области низких темпеминус 258 С то. п и

113 7 С б ратур, одновременно с подачей сосу

С будет создано давление в газа, сосуд охлаждают, при этом нижнюю - часть сосуда охлаждают ниже темпер Врост..ичн„ть да..ения обу,, 5 ТУРЫ з веРдеваниЯ ra- a. а веР" ю на высокой пластичностью твердого газа.

Давление в сосуде можно изменять s широком интервале, достаточно изменить газа на 0,1-0,3К и давление газа у степень нагрева. входа в сосуд поддерживают на уровне, Заявляемый способ позволяет созда- io превышающем предел прочности отвервать высокое гидростатическое давление" девшего газа на 0,01-1 кгс/мм . в условиях низких температур в широком Источники информации, диапазоне давлений и в довольно большой . принятые во внимание при экспертизе области низких температур при атом нетребуется наличия специальной аппара- туры.

ЦНИИ ПИ Заказ 9 8 10 /52

Тираж 571 Подписное

Филиал ППП "Патент", .Ужгород, ул. Проектная, 4