Аматорский клуб криофизиков ЭФФЕКТ Плюс

Нельзя и тут не вспомнить А. С. Пушкина: "...лед и пламень не столь различны меж собой..."

Чтобы увидеть, как проявляется эта связь в данном случае, необходимо разобраться в том, как работает двигатель Стирлинга. Прежде всего нужно отметить, что он принципиально отличается от паровой машины двумя особенностями. Во-первых, он работает не на воде и водяном паре, а на воздухе; другими словами, этот двигатель газовый (в том смысле, что агрегатное состояние его рабочего тела не меняется - нет ни испарения, ни конденсации). Во-вторых, все процессы изменения параметров рабочего тела проходят полностью в цилиндре машины; воздух из него не выпускается и в него не впускается; поэтому никаких распределительных устройств, вроде клапанов или золотника, в нем нет.

Роберт Стирдинг (1790-1878 гг.) - шотландский пастор, доктор богословия, вошел в историю не как выдающийся деятель церкви, а как изобретатель и инженер. Газета "Тайме" в некрологе, посвященном его памяти, с некоторым сожалением отмечала, что он не оставил "ни одного богословского произведения".

О том, как решаются задачи с "макрокриогеникой", уже рассказывалось ранее. Крупные системы на турбомашинах и другом оборудовании, в частности теплообменном, специально приспособленном для больших расходов, дают возможность наращивать мощности до любых нужных значений; хранилища ожиженных газов тоже могут быть доведены до требуемой вместимости.

Что касается миниатюризации, необходимой для создания микрокриогенных установок, то при этом понадобились качественно новые, во многом оригинальные решения. Одни из них основывались на процессах, вообще не применявшихся ни в криогенике, ни в других областях техники, другие - на хорошо известных процессах, но в совершенно новых модификациях. Это направление криогеники оказалось более подвижным и восприимчивым к новым идеям, потому что их экспериментальная проверка и доводка, как говорят, "до ума" может быть проведена быстрее и с меньшими затратами, чем те же операции в макрокриогенике, где нужды годы и миллионные затраты.

Наиболее интересными и плодотворными в микрокриогенике оказались два направления: обратные циклы Стирлинга и дроссельные системы на смесях. Каждое из них привело к созданию целого ряда криорефрижераторов малой мощности.

Первое из них имеет длинную историю и может служить классическим примером возрождения и трансформации на новой основе идей, опередивших свое время и поэтому не реализованных.

С расширением круга потребителей криогенной техники возникла тенденция к ее специализации. В наибольшей степени она сказалась на развитии криорефрижераторов. Разным потребителям требовались не только разные температуры - от ультранизких до менее низких, лежащих на границе с температурой, используемой в холодильной технике. Необходимы были и разные холодопроизводительности и размеры установок. Каждому заказчику нужно было свое. Медики, например, требовали создать инструмент в виде теплого гибкого шланга с холодным наконечником, который смог бы проникнуть в пищевод пациента и' заморозить, например, опухоль в желудке.