氦气在工业和科研方面的应用

      氦气具有特殊的物理性质,在绝对零度时,在蒸气压下,氦气不会固化,使它在工业和科研方面有着下面的应用。

1、用于温度测定

      由于氦气具有接近理想气体的性质,所以适用于极低温下的蒸气压温度计。

2、用于浮力

      最常见的是在气球和飞艇中的应用。气球用于3万米以上的高空气象观测、电视转播以及宇宙线的测定等。飞艇用于林区运输木材以及其他截重途,历史上最大的飞艇,其直径达40 米,全长230 米,充氦18000米气以120公里/时的速度,飞行了一万公里。七十年代以来,气球通讯获得了惊人的发展。目前美国、伊朗等许多国家正在建造或使用气球通讯站;法国的规模更为庞大, 正在研制平流层气球通讯,对西欧九国进行电视转播。气球通讯具有效率高、投资省、制造容易等优点,可以广泛应用于军事、工农业生产、水利、气象、文教、卫生等许多方面。气球标准容积约七千立方米,长约五十四米,最大直径达十八米,呈流线型,内充氦气,在三千米高空中,有效浮力可达1.6 吨。人们预计,即使在卫星通讯日益发展的朱来,气球通讯也不会被掏汰。

3、用于呼吸气

      空气中的氦气在血液中的溶解度,随着外界压力增加而增加,所以深度潜水作业,不能用空气而要用氦氧混合气作为呼吸气,以防深水作业而引起的潜水病。氦氧混合气可用在潜水深度达500 米处,为海洋中石油和天然气的开采提供了条件。这种混合气体也用在医疗方面治疗哮喘病等。

4、用于检漏

      氦具有特殊的扩散性能,所以只要使用少量的氦气,就能检知微小的漏损,甚至像每3000年才漏1升的微孔也能检出,所以广泛应用于高真空装置、原子核反应堆、宇宙飞船等方面的检漏。

5、用于气体色谱分析的载气

6、用于焊接

      这个用途在1930 年就已开始,特别是使用于含有铝、铁等元素的金属焊接,工业上常用氦、氩或氦和氩的混合气为保护气。

7、用于钛、锆、铪等稀有金属的冶炼,在这方面具有与氩同等的作用。

8、用于高速风洞

      在航空工业的超音速或次音速的高速风洞中都使用氦气,使氨在高压下喷出,以获得高速度的气流。

9、在火箭和宇宙航行中的应用

      氦是输送液体推进剂(如液氢、液氧、液氟等〉的加压气体,也用于喷射装置的发动机和机器配管的清洗。

10、用于原子核庭应堆

      原子核反应堆的冷却、热交换,以及浓缩铀扩散元件在修理后的清洗,都要用到氦气。当前正在开展用原子能一步炼铁的研究工作,其中就用氦气作为载热体。





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