Физические свойства водорода

При нормальной температуре водород представляет собой бесцветный газ без запаха. Газофазный водород состоит из 25% пароводорода и 75% ортоводорода. При сжижении водорода происходит самопроизвольная медленная орто – пара конверсия, поэтому жидкий водород практически на 100% состоит из параводорода.

Основные физические показатели водорода [ ]:

Температура кипения………………………………… -252,76єС (20,24 К)

Температура застывания…………………………… -259,2єС (13,8 К)

Критическая температура…………………………….-239,97єС (32,9 К)

Критическое давление……………………………… .1,27 МПА (12,87 кгс/см2 )

Плотность при НУ…………………………………… .0,08987 кг/м3

» при температуре кипения……………… .0,07097 г/см3

» при температуре застывания………………0,0896 »

Коэффициент вязкости при температуре:……

застывания…………………………………………240·10-6 сП

кипения…………………………………………… 131·10-6 сП

Жидкий водород представляет собой бесцветную жидкость без запаха, отличающуюся высокой степенью криогенности. Водород сжижается при 20 К, а при 14 К переходит в твердое состояние, т. е. в жидкофазном состоянии он находится в узком диапазоне температуры – около 6є. В этой области возможно образование промежуточной формы водорода – шугообразной, представляющей собой смесь жидкого водорода с твердым водородом в виде льда, плавающего в жидкости. Для образования шуги в жидком водороде требуется его небольшое – до 0,7єС переохлаждение. В шугообразной форме плотность водорода повышается до 0,08-0,087 г/см3 и становится максимальной при полном застывании.

Газообразный водород отличается высокой диффузионной способностью. На пример, коэффициент диффузии водорода в воздухе более чем в 3 раза выше по сравнению с такими компонентами, как метан, кислород и двуокись углерода. Среднее значение коэффициента Dо диффузии Н2 в различных средах представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Водород обладает способностью проникновения через толщу материала, в частности металлов. Это отрицательное явление ведущее к ухудшению свойств материала, получило название наводороживание. С повышением давления и температура диффузия водорода в металлы возрастает. Глубина наводораживания, т.е. проникновения молекул водорода в кристаллическую решетку металла, в большинстве случаев не превышает 4-6 мм, а при нагортовке материала может быть снижена до 2-1,5 мм. Для алюминия наводороживание достигает 15-30 мм, а при нагортовке уменьшается до 4-6 мм. В случае сталей водородная диффузия практически полностью устраняется путем легирования с помощью хрома, молибдена, вольфрама и других элементов.

Водородо – воздушные смеси характеризуются широкой областью воспламенения (4-75% по объему) и взрываемости (18,3-74% по объему), что повышает их пожаро- и взрывоопасность. В то же время водород отличается высокой температурой воспламенения (590єС) и способностью к быстрому рассеиванию в воздушной среде, благодаря чему по суммарным показателям безопасности он примерно равноценен природному газу. При загрязнении технологическими примесями взрывоопасность водорода увеличивается. Поэтому основным условием безопасной работы с водородом в закрытых помещениях является контроль за его содержанием в воздухе и возможными утечками.

Еще по теме:

Выбор мероприятий по совершенствованию ОДД
Последовательность улучшения условий движения выбирается с учетом коэффициента загрузки основной дороги. Рассматривая полученные коэффициенты загрузки дороги движением, получаем, что для нашей магистрали основными мероприятиями являются: - устройство кольцевого пересечения; - осевая разметка; - уст ...

Разработка имитационной модели электропривода
Динамические и статические характеристики электропривода получим в результате имитационного компьютерного моделирования процесса пуска автоматизированного электропривода. Для этого воспользуемся библиотекой Simulink пакета MATLAB. MATLAB является интерактивной, матрично-ориентированной системой для ...

Выбор серии горочного и маневрового локомотива
Решение задачи по выбору мощности маневрового локомотива сводится к определению необходимой силы тяги для взятия составов с места. Необходимая касательная сила тяги локомотива должна быть равной полной силе сопротивления и рассчитывается по формуле, кгс: Fk = Q(1 + j)(ωтр + ωстр + iпр + & ...