ของไหลที่ใช้ในทางไครโอเจนิกส์
การเปลี่ยนสถานะ
เมื่อสสารถูกเปลี่ยนสถานะหนึ่งไปสู่อีกสถานะหนึ่ง เช่น น้ำแข็งเปลี่ยนไปเป็นน้ำ สถานะเปลี่ยนแต่ทว่า โมเลกุลจะไม่เปลี่ยน จะมีความสัมพันธ์ของสถานะที่เกิดขึ้นนั้น ก็คือ โมเลกุลของของแข็งจะอยู่ชิดกัน เคลื่อนที่ได้ยากรูปร่างมักคงที่ไม่เปลี่ยน ส่วนโมเลกุลของของไหลโมเลกุลจะอยู่ห่างกันแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีน้อยและเคลื่อนที่ได้ง่ายกว่าของเหลวจึงสามารถไหลได้อย่างอิสระรูปร่างจะเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ
กฎของก๊าซ
1. ความดันกับการขยายตัวของก๊าซจะเป็นอัตราส่วนที่แน่นอนที่อุณหภูมิสัมบูรณ์
2. ปริมาตร และความดันสัมบูรณ์ของก๊าซมีการเปลี่ยนแปลงในอัตราส่วนที่แน่นอน ที่อุณหภูมิสัมบูรณ์
3. อุณหภูมิ และปริมาณ น้ำหนักก๊าซ มีการเปลี่ยนแปลงแบบผกผันที่ความดันสัมบูรณ์
จากทั้ง 3 ข้อที่กล่าวมาเราจะสามารถเขียนสมการได้ดังนี้
P x V = k x T
กำหนดให้ P = ความดันสัมบูรณ์ (lb/in2, N/mm2)
V = ปริมาตรจำเพาะ (ft3/lb, m3/kg)
T = อุณหภูมิสัมบูรณ์ (K)
k = ค่าคงที่ (k ของอากาศ = 0.37)
ไนโตรเจน (Nitrogen: N2)
ไนโตรเจนเหลวจัดว่าเป็นก๊าซเฉื่อย, ไม่มีสี, ไม่มีกลิ่น, ไม่กัดกร่อน, มีความเย็นยวดยิ่ง และไม่ติดไฟ อัตราการขยายตัวของไนโตรเจน 1: 694 ถ้าเกิดอุบัติเหตุรั่วไหลบริเวณนั้นจะเป็นจุดอับออกซิเจน (การละลายของก๊าซออกซิเจนในอากาศจะต่ำกว่าระดับความจำเป็นในการหล่อเลี้ยงชีวิต) จะหายใจไม่ออก และถ้าบริเวณนั้นมีสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นก็จะตายในที่สุด
อาร์กอน (Argon: Ar)
อาร์กอนเหลวจัดว่าเป็นก๊าซเฉื่อย, ไม่มีสี, ไม่มีกลิ่น, ไม่กัดกร่อน, มีความเย็นยวดยิ่ง และไม่ติดไฟ อัตราการขยายตัวของไนโตรเจน 1: 840 ถ้าเกิดอุบัติเหตุรั่วไหลบริเวณนั้นจะเป็นจุดอับออกซิเจน จะหายใจไม่ออก และถ้าบริเวณนั้นมีสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นก็จะตายในที่สุด
ฮีเลี่ยม (Helium: He)
ฮีเลี่ยมเหลวจัดว่าเป็นก๊าซเฉื่อย, ไม่มีสี, ไม่มีกลิ่น, ไม่กัดกร่อน, มีความเย็นยวดยิ่ง และไม่ติดไฟ อัตราการขยายตัวของไนโตรเจน 1: 700 ถ้าเกิดอุบัติเหตุรั่วไหลบริเวณนั้นจะเป็นจุดอับออกซิเจน จะหายใจไม่ออก และถ้าบริเวณนั้นมีสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นก็จะตายในที่สุด
ไฮโดรเจน (Hydrogen: H2)
ไฮโดรเจนเหลว เป็นสารไวไฟ, ไม่มีสี, ไม่มีกลิ่น, ไม่กัดกร่อน และมีความเย็นยวดยิ่ง 700 ถ้าเกิดอุบัติเหตุรั่วไหลบริเวณนั้นจะเป็นจุดอับออกซิเจน จะหายใจไม่ออก ตาย และเสี่ยงต่อการเกิดระเบิดได้
|
|
จุดเดือด |
จุดเยือกแข็ง |
อุณหภูมิวิกฤติ |
ความดันวิกฤติ Psia (atm) | ||||||
|
K |
°F |
°C |
K |
°F |
°C |
K |
°F |
°C | ||
|
N2 |
77.32 |
-320.5 |
-195.8 |
63.4 |
-320.5 |
-210.0 |
126.1 |
-232.4 |
-146.9 |
493 (33.5) |
|
Ar |
87.4 |
-297.6 |
-185.9 |
63.46 |
-308.9 |
-189.4 |
150.8 |
-188.4 |
-122.4 |
705 (48.0) |
|
He |
4.26 |
-452.1 |
-268.9 |
- |
-458.0 |
-272.2 |
5.2 |
-450.3 |
-268.0 |
33.2 (2.26) |
|
H2 |
20.43 |
-423.0 |
-252.5 |
13.98 |
-431.4 |
-259.14 |
32.976 |
-399.9 |
|
12.76 atm |
ตารางที่ 2 แสดงอุณหภูมิและความดันของสารที่นำไปใช้กับระบบไครโอเจนิกส์
ทำการเปรียบเทียบจุดเดือดของสารทำความเย็น R-22 กับสารที่ใช้กับระบบไครโอเจนิกส์
|
สารที่ใช้ทำความเย็น |
จุดเดือด | ||
|
°F |
°C |
K | |
|
R-22 |
-41.4 |
-40.76 |
232.4 |
|
AR |
-297.6 |
-185.76 |
87.4 |
|
H2 |
-423.0 |
-252.73 |
20.43 |
|
O2 |
-297.3 |
-183.03 |
90.13 |
|
N2 |
-350.5 |
-195.78 |
77.35 |
|
He |
-452.1 |
-268.9 |
4.26 |
|
Ne |
-410.4 |
-245.95 |
27.21 |
ตารางที่ 3 เปรียบเทียบจุดเดือดของสารที่ใช้ทำความเย็น
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
