Технология полупроводникового кремния - Фалькевич Э.С.
ISBN 5-229-00740-0
Скачать (прямая ссылка):
Наибольшее применение в холодильной технике находят аммиак и фреоны [281]. Аммиак является одним из основных хладагентов. Однако он ядовит, взрывоопасен и оказывает разрушительное действие иа медь и ее сплавы. Температура кипения фреонов при атмосферном давлении повышается с увеличением числа атомов хлора и колеблется от 145,35 К (фреон 14) до 320,75 К (фреои 113). Растворимость фреоиов в маслах увеличивается с возрастанием числа атомов фтора. К металлам фреоны нейтральны, вода в них почти ие растворяется. Допускается
365
содержание влаги < 0,0025 %, так как при большом содержании она может, замерзнув, закупорить трубопроводы.
В последние годы в связи с выявленным вредным воздействием фреонов на земную атмосферу (образование ’’дыр” в озоновом слое атмосферы) применение фреонов начали ограничивать. Интенсивно ведется поиск заменителей фреонов.
Свойства применяемых хладагентов приведены в табл. 14.
В производственных условиях холодильные установки обычно обслуживают несколько аппаратов, для охлаждения которых используют промежуточные хладоносители. В качестве промежуточных хладоносителей применяют холодильные рассолы [281] - водные растворы солей CaCl2, MgCl2, NaCl, которые замерзают только при низких температурах. Холодильные рассолы подаются с помощью насосов от испарителя холодильной машины, где они охлаждаются, к потребителям холода, где они отбирают .теплоту, а сами при этом нагреваются.
Выбор рассола и его концентрация зависят от требуемой температуры охлаждения, которая должна быть выше температуры замерзания рассола. Кроме того, рассолы должны иметь незначительную вязкость при низких температурах, высокие теплоемкость, теплопроводность и теплоотдачу, должны быть негорючи, взрывобезопасны и нетоксичны. Корродирующее воздействие рассолов на металлы должно быть минимальным, но, к сожалению, добиться этого не удается.
Общий недостаток рассолов - коррозия труб и других частей оборудования с образованием осадков, ухудшающих теплопередачу.
Растворы хлористого натрия применяют для температур до 257,15 К, а растворы хлористого кальция до 228,15 К (табл. 15,16).
Эффективными > ладоносителями являются дихлорметан или метиленхлорид (фреон 30). Они имеют невысокую вязкость при низких температурах и применяются для температур хладоносителя до 198 К. Температура замерзания фреона 30 176,45 К.
Холодильная машина, генерирующая холод, - совокупность теплообменных аппаратов и устройств, которые необходимы в рабочем цикле для отвода теплоты при низкой температуре и осуществления передачи теплоты к охлаждающей среде при более высокой температуре.
Чаще всего в технологии полупроводников используют компрессорные холодильные машины, основными элементами которых являются испаритель, компрессор, конденсатор и регулирующий вентиль, соединенные между собой последовательно трубопроводами и образующие замкнутую систему (рис. 171).
Компрессор засасывает пары фреона и сжимает их до такого высокого давления, которое обеспечивает их сжижение при охлаждении водой в конденсаторе. Жидкий фреон из конденсатора подается через
367
Таблица 15. Свойства рассола хлористого натрия
Содержание „
соли, % T3, К ц • IO4 Н/(с • мг) X, Вт/(м • град) Cp, ДжДкг • град)
P • IO3, кг/м3 в растворе в 100 г воды 273 К 268 К 263 К 258 К 273 К 268 К 263 К 258 К 273 К 268 К 263 К 258 К
1,00 0,61 0,1 273,0 17,64 _ 0,580 _ — — — —
1,05 7,0 7,5 268,6 18,72 — — — 0,568 — — — 3,83 — —
1,10 13,6 15,7 263,2 21,46 26,07 — — 0,556 0,537 — — 3,59 3,58 3,57 —
1,15 20,0 25,0 256,4 26,89 32,73 40,77 50,08 0,544 0,527 0,509 0,495 3,41 3,40 3,39 3,38
1,175* 23,1 30,1 251,8 30,38 37,44 47,04 57,43 0,540 0,521 0,504 0,490 3,34 3,33 3,32 3,31
1,18 23,7 30,2 255,8 31,36 38,51 58,41 59,29 0,539 0,520 0,503 0,488 — — — —
1,19 24,9 33,1 263,5 32,93 40,67 - - 0,536 0,519 - — — — — —
1,203 26,3 35,7 277,0 34,99 - - — 0,534 — — — 3,23 —
Примечани е. Здесь и в табл. . 16: р — плотность; Ii — вязкость; X — теплопроводность; Cp — теплоемкость; T3- температура замерза-
ния.
* Эвтектический раствор.
Таблица 16. Свойства рассола хлористого кальция при различных температурах
Содержание
соли, % T3, К ц • IO4 Н/(с • м2) Л, Вт/(м • град) Cp, Дж/(кг • град)
р • 1U-, кг/м3 в растворе в 100 г воды 273 К 263 К 258 К 253 К 273 К 263 К 258 К 253 К 273 К 263 К 258 К 2531
1,00 0,1 ОД 273 17,76 0,582
1,05 5,9 6,3 270 19,82 — — — 0,568 _ _ _
1,10 11,5 13,0 265,9 22,96 - - — 0,552 ¦ — _ _ 3,5 ¦ —
1,15 16,8 20,2 260,3 27,66 43,65 - - 0,535 0,504 — — 3,22 3,2 — _
1,20 21,9 28,0 251,8 34,43 53,21 68,8 86,04 0,512 0,486 0,465 — 3,00 2,98 2,95 _
1,28 29,4 41,6 222,9 54,94 86,24 107,8 137,8 0,474 0,459 0,444 0,433 2,76 2,73 2,70 2,68
1,286* 29,9 42,7 218 56,9 90,36 111,9 143,8 0,472 0,457 0,443 0,432 2,74 2,72 2,67 2,66
1,30 31,2 45,4 213,4 63,37 100,45 125,8 161,7 0,465 0,452 0,438 0,429 _ — _ '
1,35 35,6 55,3 262,8 93,2 151,7 — — 0,443 0,433 _ _
1,37 37,3 59,5 273 109,19 - - -• 0,435 - - - 2,53 - - -
