Накопленный перед фильтром концентрат отводится в хранилище или
подается в установку получения чистого
3
Не.
Отличительной особенностью ректификации концентрата изото-
пов гелия в целях получения из него чистого
3
Не является:
•
необходимость термостатирования конденсатора колонны при
температуре ниже 2,1 K;
•
весьма малые размеры колонны: длина менее 700 мм и диаметр
менее 25 мм;
•
производительность (до 5 нл/ч чистого
3
Не в лабораторных
образцах прошлого века), позволяющая с помощью одной или не-
скольких установок получать весь
3
Не, который может содержаться в
товарном гелии, произведенном во всем мире за год.
Известен прошлый и современный опыт получения чистого
3
Не
из небольших количеств разбавленных растворов
4
Не–
3
Не в лабора-
торных условиях, для которых затраты на получение
3
Не не имеют
практического значения. И напротив, эти затраты являются главным
критерием оценки возможности получения
3
Не из природного гелия в
промышленных масштабах.
Очевидно, что основную часть удельных затрат в данной техноло-
гии составляют затраты на термостатирование фильтра жидкого гелия
и конденсатора ректификационной колонны на уровне менее 2 K. Оче-
видно также, что эти затраты зависят как от значений тепловыделений
в фильтре и в конденсаторе колонны, так и от выбора средств термо-
статирования.
Тепловыделения в фильтре.
Во всех известных сегодня публи-
кациях, касающихся, так или иначе, выделения
3
Не из его раствора
с
4
Не методом низкотемпературной фильтрации, обсуждается толь-
ко один принцип работы такого фильтра [1–4]. Этот принцип, основан
на использовании известного термомеханического эффекта (ТМЭ), ха-
рактерного для сверхтекучего
4
Не.
В этом случае для возбуждения потока сверхтекучего
4
Не че-
рез фильтр используют подогрев гелия в выходной камере фильтра
(
рис. 2,
а
),
т.е. причиной движения сверхтекучего 4Нe в каналах филь-
тра является нагрев и повышение температуры
Т
к
в выходной камере
фильтра, а повышение давления
р
к
в камере фильтра является след-
ствием этого возникающего движения гелия. Нагретый в выходной
камере фильтра жидкий гелий поступает в выходной теплообменник,
в котором охлаждается до температуры окружающей (фильтр) сре-
ды. В данном случае нагрузка на рефрижератор
Q
рефр
,
с помощью
которого осуществляется термостатирование фильтра, равна сумме
теплоты
Q
ф
,
выделяющейся во входной камере фильтра, и теплоты,
выделяемой выходным теплообменником
Q
вых
.
56
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012