Получение газовых смесей

Московский государственный технический университет 

имени Н.Э. Баумана 

 

В. Л. Бондаренко 

 

 

Получение газовых смесей 

Допущено Учебно-методическим объединением вузов 

Российской Федерации по университетскому политехническому 
образованию в качестве учебного пособия для студентов высших 

учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 

«Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения» 

(16.03.03 и 16.04.03) 

 

 

 

 

 

УДК 533.27(075.8) 
 ББК 31.392 

 Б81 

 

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 

по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/57/book926.html 

 

Факультет «Энергомашиностроение» 

Кафедра «Холодильная, криогенная техника, 

системы кондиционирования и жизнеобеспечения» 

 
 
 

Рецензенты:

д-р техн. наук, профессор Е.И. Борзенко,  

канд. техн. наук В.В. Школа 

 
Бондаренко, В. Л.

 
Б81
Получение газовых смесей : учебное пособие / В. Л. Бон
даренко. — Москва : Издательство МГТУ им.  Н. Э.  Баумана,
2015. — 34, [6] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-4012-2 

 
 
Приведены основные сведения о газовых смесях. Указаны

перспективные области использования многокомпонентных веществ. Даны примеры решения задач, связанных с получением
продуктов с заданной концентрацией компонентов. Рассмотрены
основные методы приготовления комбинированных веществ, в
том числе на основе редких газов. 

Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих криоген
ную технику.

 
 
УДК 533.27(075.8)

                                            ББК 31.392 

 

                                                                       МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015 
                                                                       Оформление. Издательство МГТУ 
ISBN 978-5-7038-4012-2                                  им. Н.Э. Баумана, 2015 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

В современных технологиях применяют разнообразные газовые смеси, в состав которых входят гелий, неон и тяжелые редкие 
газы. Эти компоненты обладают рядом уникальных свойств, их 
введение в состав защитных, лазерных и дыхательных газов позволяет получить ощутимый положительный эффект [1, 2]. 
Растущие объемы потребления газовых смесей и многообразие их составов обусловили появление различных типов смесительных устройств. Однако не все они пригодны для получения 
газовых сред, в состав которых входят относительно дорогие компоненты (Ne, Kr, Хе и их стабильные изотопы).  
В учебном пособии рассмотрены основные методы приготовления комбинированных веществ с заданной концентрацией компонентов, в том числе редких газов. 
Издание включает три раздела: «Общие сведения», «Газовые 
смеси» и «Способы образования газовых смесей». В первом разделе описан состав атмосферного воздуха и некоторые физические свойства его компонентов. Рассмотрены области применения 
газовых смесей на основе инертных газов. Второй раздел посвящен смесям на основе инертных газов. Описан процесс смешения, 
процесс изменения концентрации газовой смеси в установке. 
В третьем разделе изложены способы образования различных газовых смесей. Описаны методы смешения в замкнутом объеме. 
Даны контрольные вопросы. 
Учебное пособие предназначено для студентов МГТУ 
им. Н.Э. Баумана, изучающих криогенную технику. 
 
 
 
 
 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

Чистые вещества в природе практически не встречаются. Понятие «чистый продукт» употребляется в повседневной жизни для 
того, чтобы подчеркнуть относительно малое содержание примесей. Например, понятие «чистый воздух» акцентирует внимание на 
том, что в продукте, состоящем из десятка компонентов (табл. 1.1), 
содержится мало вредных примесей (СО, пыли и др.), «чистый 
спирт» – не что иное, как раствор этилового спирта и 4 % воды, 
«чистая вода» – смесь обычной воды (Н2О) и тяжелой воды (D2O). 

Таблица 1.1 

Состав воздуха и некоторые физические свойства  
его компонентов [1–4] 

Вещество 
Химическая 
формула 

Атомная 
(молекулярная) масса µ,
кг/кмоль 

Плотность 
при 0,1 МПа
и 293 K, 
кг/м3

Нормальная 
температура  
кипения 

Объемная  
доля  
в воздухе 
y, % 
K 
С 

Гелий 
Не 
4,00 
0,1663 
4,2 
–269,0
0,000524 

Водород 
Н2 
2,02 
0,0837 
20,4 –252,8
0,00005 

Неон 
Ne 
20,18 
0,829 
27,1 –246,1
0,0018 

Азот 
N2 
28,01 
1,165 
77,4 –195,8
78,09 

Аргон 
Ar 
39,95 
1,662 
87,3 –185,9
0,93 

Кислород 
O2 
32,00 
1,331 
90,2 –183,0
20,95 

Криптон 
Kr 
83,80 
3,493 
119,8 –153,4
0,000114 

Ксенон 
Xe 
131,30 
5,497 
165,0 –108,2
0,000008 

Диоксид 
углерода 
СО2 
44,01 
1,815 
194,6* –78,6*
0,036 

Водяной 
пар 
Н2О 
18,04 
0,017** 
373,2 +100,0
0,1…5 

* Сублимация (фазовый переход твердое тело – пар).
** Плотность водяного пара приведена при р = 0,0023 МПа.