Aria liquida
L’aria liquida è aria atmosferica sottoposta a ripetute operazione di compressione (100÷200 atm), raffreddamento (–194,4 ºC) ed espansione, finché viene ridotta allo stato liquido (condensazione). Si presenta come un liquido mobile e incolore simile all’acqua, con piccolissimi cristalli di ghiaccio ed anidride carbonica in sospensione.
Molti corpi materiali (come ad esempio vegetali, gomma, eccetera) una volta immersi nell’aria liquida divengono rigidi e fragilissimi. Essa viene conservata a pressione ordinaria in recipienti speciali (vasi Dewar) e si impiega soprattutto al fine di ottenere azoto, ossigeno e gas nobili puri per scopi solitamente industriali; si usa inoltre come refrigerante del nelle pompe ad alto vuoto.
Processo di liquefazione dell’aria
La liquefazione dell’aria è un processo industriale di distillazione frazionata a due colonne ideato dallo scienziato Carl von Linde (ciclo di Linde). L’aria liquida può subire un eventuale frazionamento in colonna di distillazione per ottenere azoto, ossigeno e gas nobili puri per scopi solitamente industriali. La liquefazione dell’aria può essere ottenuta anche a temperatura più elevata, purché inferiore a quella critica di –140,6 ºC, operando a pressione maggiore. I processi industriali esistenti per la produzione di aria liquida sono diversi, ma essenzialmente possono essere seguite due strade:
- espansione in valvola (isoentalpica) l’aria compressa viene fatta passare attraverso una valvola che ne abbassa repentinamente la pressione; l’aria si raffredda ed in parte condensa; la parte liquida viene inviata al frazionamento, la parte gassosa torna indietro nello scambiatore e raffredda l’aria entrante; può essere successivamente riciclata a monte del compressore.
- espansione in turbina (isoentropica) l’aria compressa viene fatta espandere attraverso una turbina recuperando lavoro; il raffreddamento è maggiore così come la liquefazione; tuttavia gli effetti dissipativi degli attriti e la complicazione tecnica ne limitano l’uso; inoltre non è possibile portare a liquefazione l’aria all’interno della turbina per evitare effetti di cavitazione. L’espansione in turbina viene solitamente utilizzata per raffreddare parte dell’aria compressa da utilizzare poi negli scambiatori (ciclo Claude).
Bibliografia
- Processo di liquefazione dell’aria. Wikipedia. https://it.wikipedia.org/wiki/Liquefazione_dell%27aria