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Luftverflüssigung,

 

die Überführung von Luft vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand, vornehmlich durch Verfahren der Kältetechnik. Die Luftverflüssigung geschieht in Anwendung der thermodynamischen Gesetze nach den allgemeinen Prinzipien der Gasverflüssigung, d. h. durch Abkühlung oder Druckerhöhung (oder eine Kombination beider Prozesse). Weil die kritische Temperatur (kritischer Zustand) der Luft (oberhalb deren eine Verflüssigung nicht möglich ist) bei —140,7 ºC liegt, muss die Luft mindestens bis auf diese Temperatur abgekühlt werden, wenn sie verflüssigt werden soll; ihr kritischer Druck liegt bei 37,7 bar.

 

Technisch wird die Abkühlung der Luft durch mehrmaliges Durchlaufen des Zyklus Verdichten - Abkühlen (von außen) - Entspannen (Abkühlen von innen) erreicht, wobei die Entspannung, der wesentliche Schritt, adiabatisch erfolgen kann (durch Leistungsabgabe über eine Expansionsmaschine oder -turbine) oder als Drosselprozess, d. h. unter Anwendung des Joule-Thomson-Effekts. Die verschiedenen Verfahren der Luftverflüssigung unterscheiden sich v. a. durch den Prozess der Entspannung. Diese erfolgt beim ältesten, für die Entwicklung der Kältetechnik und Tieftemperaturphysik außerordentlich wichtigen Linde-Verfahren (C. von Linde, 1895) über eine Drossel, beim Claude-Verfahren (G. Claude, 1902) adiabatisch über eine Expansionsmaschine, beim Claude-Heylandt-Verfahren durch eine Kombination beider Entspannungsprozesse. Ein wichtiges Element ist bei allen Verfahren die Gegenstromkühlung (Wärmetauscher) der verdichteten Luft durch den entspannten und so gekühlten, aber noch nicht verflüssigten Teil der Luft.