氮气冷却是一种利用气体扩散制冷原理的方法。当氮气经过闸阀、膨胀阀等装置,以超音速的速度喷射出来时,由于突然减压,氮气就会急剧膨胀,形成冷却作用。这时,临界温度以下的物体就会被迅速冷冻,其表面温度可降到-196℃以下。氮气冷却常用来制冷,保鲜,冷冻等。
在氮气冷却过程中,会出现以下主要现象:
1. 液态氮不会湿润物体表面,所以容器内的物体不会被水分污染;
2. 物体表面不会结霜,因为氮气冷却时缺乏水分;
3. 物体表面散发出烟雾,因为氮气在减压膨胀过程中,会吸附一些空气中的湿气和气体,与氮气反应形成烟雾。
由于氮气冷却具有以下优点,被广泛应用于各个领域:
1. 无毒、无味、无色,无污染;
2. 冷却速度快;
3. 可控制冷却深度;
4. 可定向冷却,不影响其它区域;
5. 可携带,易于运输。
氮气冷却被广泛应用于食品、药品、化学工业、生物医药、航空航天等领域,如食品保鲜和冷冻、药品的低温贮存和运输、医用冷冻手术、高速铁路信号设备的冷却等。
当使用氮气冷却时,需要注意以下事项:
1. 液态氮可能会导致火灾和爆炸,不能和易燃物质接触;
2. 液态氮对皮肤和组织有腐蚀作用,应该避免直接接触;
3. 液态氮通常被存放在压力容器中,如果容器密闭不良或存放在过高温度的地方,可能会造成容器爆炸,因此要注意存储和运输安全;
4. 在使用氮气冷却的过程中,需要随时检查压力和温度,确保系统正常运行。