Thawj lub tshuab hluav taws xob ua pa tau tshwm sim xyoo 1903; nyob rau xyoo 1908, Camerin Onnes ntawm Netherlands ua ntej helium txias nrog kua hydrogen thiab nthuav nws isenthalpic nyob rau hauv adiabatic, txo qhov kub mus rau hauv qab 4.2K. Nrhiav cov kua dej helium; nyob rau xyoo 1965, Soviet Union tus Neganov thiab lwm tus tau tsim lub ntim dej txias txias kom ua kom qhov kub tau nce mus txog 0.025K; txij li xyoo 1970, cov neeg tau thov demagnetization tub yees tshuab ntxiv txo cov khoom siv' s lub tub yees txias txias.
Gas liquefaction Gas liquefaction pom tau hais los ntawm ntaub so ntswg liquefaction khoom raws li lub voj voog liquefaction. Lub voj liquefaction tseem ceeb yog Linde liquefaction to thiab Claude liquefaction mus los.
① Linde Liquefaction Cycle: Ib lub voj voog uas siv lub tshuab hluav taws xob lub qhov muag ntawm lub qhov khoob mus liquefy cov khoom siv roj av (Daim Duab 1). Cov khoom siv roj ntawm cov roj p1 coj thiab ntsuas kub T1 yog ntsuas hauv compressor los ntawm xeev 1 mus rau xeev 2, thiab qhov ntsuas kom sib haum yog p2. Qhov ntsuas kub tau txo rau hauv xeev 3 los ntawm qhov ntsuas cua sov, thiab tom qab ntawd lub siab raug txo los ntawm lub pob hluav taws xob, thiab isoenthalpy nthuav dav tau ua rau lub xeev. 4. Lub sijhawm no, qee feem ntawm cov roj hloov pauv mus ua kua thiab tawm ntawm cov kua dej; ib feem ntawm cov roj uas tsis tau kis tau muab tso rau hauv lub xeev 1 hauv qhov tso cua sov, yog li tsim lub voj voog cua sov.
Au Claude Liquefaction Cycle: Ib lub voj voog uas siv isentropic expansion thiab isenthalpic expansion ua ke nrog cov tub yees kom liffy cov khoom siv roj av (Daim Duab 2). Cov khoom siv roj ntawm qhov ua kom siab p1 thiab qhov kub thiab txias li qub T1 yog los ntawm lub xeev 1 mus rau lub xeev 2 ntawm qhov kub nruab nrab hauv lub tshuab pa, qhov ntsuas kom sib haum yog p2, thiab qhov ntsuas kub kom tsawg mus rau lub xeev 3 los ntawm qhov ua kom sov E1. Tom qab ntawd, cov roj av tau muab faib ua ob ntu, ib feem ntawm cov roj txuas ntxiv kom dhau los ntawm cov cua kub hloov pauv E2 thiab E3, thiab txias rau cov xeev 4 thiab 5, thiab tom qab ntawd yog enthalpy nthuav mus rau lub xeev 6 los ntawm lub tshuab hluav taws xob valve. Lub sijhawm no, ib feem ntawm cov roj hloov mus ua kua thiab tawm ntawm lub taub dej ua kua; qhov tsis sib xws ntawm cov roj tau rov ua kom lub xeev 8 hauv qhov tso cua sov E3, thiab tom qab ntawd sib koom ua ke nrog lwm feem ntawm cov roj uas nthuav dav rau lub xeev 8 hauv kev nthuav dav nrog nruab nrab entropy, thiab thaum kawg yog sib pauv hloov tso cua sov E2 thiab E1 tau rov kho dua rau lub xeev 1, yog li tsim lub voj voog thermodynamic. Lwm cov liquefaction cycles tsim nyob rau hauv cov hauv paus no, xws li cov kev tso pa liquefaction cycles nrog cov tub yees txias ntxiv (xws li cov cua txias ua ntej nrog ammonia lossis kua nitrogen lossis lwm qhov chaw txias) lossis isentropic expansion liquefaction cycles, nrog rau lwm lub tub yees hauv lub tub yees lub voj voog) isentropic expansion liquefaction to, regenerative roj tub yees phaum (saib lub voj voog tub yees) thiab ntau theem isentropic expansion liquefaction voj voog.
Saum toj no ntau mus yog cov mus los zoo tagnrho. Txawm li cas los xij, hauv kev siv tswv yim, cov txheej txheem ntawm cov tshuab pa compressor tsis yog cov txheej txheem sib cais, cov cuab yeej ua kom sov muaj cov dej tsis txaus thiab muaj peev xwm txias vim qhov kub nkag sab nraud, thiab cov kev nthuav dav muaj adiabatic poob thiab cov khoom siv ploj, yog li kev them nyiaj yuav tsum tau hauv cov txheej txheem tiag tiag cov tub yees. Kev ntsuas kom ua tiav qhov tshav kub ntawm cov txheej txheem.
Cov roj sib cais Cov khoom siv sib cais siv roj dav dav suav nrog kev sib sib zog nqus cryogenic rectification, sib sib zog nqus cryogenic hws thiab cov cryogenic adsorption sib zog nqus. ①Deep thiab tsis kub tsis txias: thawj liquefy cov khoom siv roj, thiab tom qab ntawd cais cov khoom sib txawv raws li qhov sib txawv hws (evaporation) kub ntawm txhua feem, siv lub ntsiab cai ntawm kev txhim kho. Cov txheej txheem sib cais tau ua tiav nyob rau hauv kev sib sib zog nqus cryogenic rectification pej thuam. Txoj kev no yog tsim rau cov roj nyoos nrog qhov tsis sib thooj ntawm qhov ntsuas kub ntawm cov sib cais, xws li sib cais ntawm oxygen thiab nitrogen los ntawm huab cua. ②Deep qhov ntsuas kub tsawg: siv qhov sib txawv ntawm qhov ntsuas kub ntawm txhua qhov sib xyaw hauv cov roj kom txo cov ntsuas kub ntawm cov roj nyoos hauv cov cua sov, ua liquefy cov khoom siv ib qho los ntawm ib qhov siab mus rau qis, thiab cais cov kua hauv separator. Txoj kev no haum rau qhov sib cais ntawm cov roj nyoos xws li coke cub roj qhov twg qhov ntsuas kub ntawm cov khoom sib cais tau mus deb. ③Deep thiab kub tsis tshua muaj adsorption: Kev siv cov ntxeem tau cov khoom adsorbents muaj cov yam ntxwv ntawm cov xim adsorption kom muaj adsorb qee cov khoom qias neeg ntawm qhov tob thiab tsis kub kom tau txais cov khoom ntshiab. Piv txwv li, cov tshuaj molecular sieve adsorber yog siv los adsorb oxygen thiab nitrogen los ntawm cov roj cav ntawm qhov kub ntawm cov kua cua kom tau txais cov tshuaj argon.
Raws li cov kev xav tau ntawm cov txheej txheem, qee zaum ib qho ib lub ntsiab cai tsuas yog siv ib leeg, thiab qee zaum qee lub hauv paus ntsiab lus siv tib lub sijhawm.