Kriogeninės talpyklos, kaip rodo jų pavadinimas, yra skirtos medžiagoms laikyti itin žemoje temperatūroje. Tačiau šiuose tankuose yra daugiau, nei atrodo iš pirmo žvilgsnio. Vienas iš labiausiai intriguojančių aspektų yra tai, ar jie yra spaudžiami. Norėdami atsakyti į šį klausimą, pasigilinkime į kriogeninio rezervuaro konstrukcijos ir veikimo sudėtingumą.
Kriogeninės talpyklos naudojamos medžiagoms laikyti gerokai žemesnėje nei užšalimo temperatūroje, dažnai skysto azoto temperatūroje (-196 laipsnis) ar net žemesnėje. Jie būna įvairių formų ir dydžių, priklausomai nuo taikymo. Bet kaip dėl jų spaudimo?
Atsakymas į klausimą, ar kriogeninėse talpyklose yra slėgis, labai priklauso nuo konkrečios konstrukcijos ir numatomo naudojimo. Išnagrinėkime du pagrindinius kriogeninių rezervuarų tipus, kad tai geriau suprastume.
Ventiliuojamos kriogeninės talpyklos: šiose talpyklose nėra slėgio. Jie sukurti taip, kad kriogeninis skystis galėtų lėtai išgaruoti, išleidžiant dujas per ventiliacijos angą. Šis vėdinimo procesas padeda palaikyti norimą temperatūrą bako viduje, pašalindamas išgaravusį kriogeną. Slėgis šių rezervuarų viduje išlieka artimas atmosferos slėgiui, kai dujos išeina.
Slėginės kriogeninės talpyklos: Priešingai nei talpyklos su ventiliacija, šios talpyklos yra skirtos veikti esant didesniam slėgiui. Jie aprūpinti slėgiui atspariais pamušalais ir sustiprintomis konstrukcijomis, kad atlaikytų vidinį slėgį. Slėginės kriogeninės talpyklos paprastai naudojamos, kai kriogene yra žemas garų slėgis arba kai reikia laikyti dujas, kurios nėra lengvai suskystintos esant atmosferos slėgiui.
Kodėl slėgio skirtumas?
Slėgio skirtumas tarp ventiliuojamų ir suslėgtų kriogeninių rezervuarų atsiranda dėl kriogeno savybių ir specifinių laikymo reikalavimų. Vėdinami rezervuarai tinka kriogenams su didesniu garų slėgiu, pavyzdžiui, skystam azotui arba skystam heliui. Šie kriogenai turi natūralų polinkį išgaruoti esant žemai temperatūrai, todėl bako viduje susidaro slėgis. Išleisdamas šias dujas, bakas gali palaikyti stabilią temperatūrą be per didelio slėgio.
Kita vertus, suslėgtos talpyklos būtinos, kai laikomi kriogenai, kurių garų slėgis žemas, arba dujos, kurioms laikyti reikia didesnio slėgio. Pavyzdžiui, skystas deguonis arba skystas argonas yra laikomi esant slėgiui kriogeninėse talpyklose, kad būtų išlaikyta jų skysta būsena. Šie kriogenai turi mažesnį garų slėgį, todėl juos reikia slėgti, kad būtų užtikrintas jų stabilumas žemoje temperatūroje.
Nepriklausomai nuo to, ar jie yra ventiliuojami, ar su slėgiu, kriogeninės talpyklos atlieka lemiamą vaidmenį įvairiose mokslo, pramonės ir medicinos srityse. Jie leidžia tyrėjams ir pramonės specialistams saugoti ir prižiūrėti medžiagas itin žemoje temperatūroje įvairiems tikslams – nuo vakcinų ir medicininių mėginių saugojimo iki istorinių artefaktų išsaugojimo ir net raketų varymo kosmoso tyrinėjimų metu.
Apibendrinant galima pasakyti, kad atsakymas į tai, ar kriogeninėse talpyklose yra slėgis, priklauso nuo konkrečios jų konstrukcijos ir paskirties. Vėdinami rezervuarai veikia beveik atmosferos slėgiui, o slėginės talpyklos yra suprojektuotos taip, kad atlaikytų didesnį vidinį slėgį specializuotoms reikmėms. Kriogeninių rezervuarų slėgio reikalavimų supratimas yra labai svarbus siekiant užtikrinti saugų ir efektyvų jų veikimą įvairiuose šaltos temperatūros laikymo scenarijuose.