Что в конструкции сосуда дьюара является основным условием

12.07.202212.07.2022 admin 0 Comments

Дьюара сосуды

Сосу́д Дью́ара — сосуд, предназначенный для длительного хранения веществ при повышенной или пониженной температуре. Перед помещением в сосуд Дьюара вещество необходимо нагреть или охладить. Постоянная температура поддерживается пассивными методами, за счет хорошей теплоизоляции и/или процессов в хранимом веществе (например, кипение). В этом основное отличие сосуда Дьюара от термостатов, криостатов.

Содержание

История изобретения

Физики Кароль Ольшевский и Зыгмунт Вроблевский для хранения сжиженных газов использовали стеклянный ящик с двойными стенками, с откачанным из межстеночного пространства воздухом. Этот контейнер в 1881 году разработал немецкий физик Адольф Фердинанд Вейнхольд.

Шотландский физик и химик сэр Джеймс Дьюар в 1892 году усовершенствовал стеклянный ящик Вейнхольда, превратив его в двустенную колбу с узким горлом для уменьшения испарения жидкости. Межстеночное пространство посеребрено и из него откачан воздух. Всю эту хрупкую конструкцию Дьюар подвесил на пружинах в металлическом кожухе. Благодаря своей разработке Дьюар первым смог получить и сохранить жидкий (1898) и даже твердый (1899) водород

Первые сосуды Дьюара для коммерческого использования были произведены в 1904 году, когда была основана немецкая компания Термос (нем. Thermos GmbH ). Компания Thermos существует и сегодня. Она по-прежнему выпускает одни из лучших в мире термосов. Девиз компании гласит: «Храним тепло. С 1904 года». Фирмой Thermos Bottle Company 3 декабря 1907 г. был получен патент США U.S. Patent 872795 (англ.) на «Сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними». Патент оформлен на Рейнольда Бюргера (нем. Reinhold Burger ), немецкого изобретателя и производителя стеклянных инструментов. Имя Дьюара в патенте не упоминается. В Германии Рейнольд Бюргер (нем.) считается изобретателем термоса.

Термос в некоторых странах остается зарегистрированным товарным знаком, но в большинстве стран это товарный знак, ставший нарицательным.

Устройство

Оригинальный сосуд Дьюара представлял из себя стеклянную колбу с двойными стенками, между которыми выкачан воздух. Для уменьшения потери на излучение обе внутренние поверхности колбы были покрыты отражающим слоем. Дьюар использовал в качестве отражающего покрытия серебро. Подобная конструкция применяется и в современных дешевых бытовых термосах.

Современные конструкции

Современные сосуды Дьюара имеют низкие потери от испарения: от 1,5 % в сутки для больших емкостей, до 5 % в сутки – для малых объёмов.

Гелиевые сосуды Дьюара

Гелий имеет очень маленькую теплоту испарения. Поэтому для снижения теплопотерь в гелиевых дьюарах применяются тепловые экраны, охлаждаемые жидким азотом. Экраны изготавливают из материалов, хорошо проводящих тепло (медь). Такой сосуд Дьюара имеет две горловины: для жидких азота и гелия. Гелиевая горловина оборудована специальными штуцерами для газосброса, подсоединения сифона, манометра, клапана. Гелиевый дьюар нельзя наклонять, он всегда должен находиться в вертикальном положении.

С развитием техники многослойной экранно-вакуумной термоизоляции на рынке появились предложения гелиевых сосудов Дьюаров в которых не используется охлаждение жидким азотом. По утверждениям производителей в таких сосудах Дьюара потери на испарение составляют 1 % в день для емкостей на 100 л.

Назначение и применение

Источники

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Дьюара сосуды» в других словарях:

Дьюара сосуды — (по имени Дж. Дьюара) сосуды с двойными стенками, между которыми создан вакуум [не менее 1,33 мн/м2 (10 5 мм рт. cт.)], что обеспечивает высокую теплоизоляцию вещества, находящегося внутри сосуда. Теплообмен в Д. с. происходит практически … Большая советская энциклопедия

Дьюара сосуд — Дьюара сосуды: а, б стеклянные; в металлические для жидких газов (азота и гелия). ДЬЮАРА СОСУД, колба с двойными посеребренными изнутри стенками, из пространства между которыми выкачан воздух. Теплопроводность разреженного газа между стенками… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Дьюара сосуд — колба с двойными посеребрёнными изнутри стенками, из пространства между которыми выкачан воздух. Теплопроводность разрежённого газа между стенками столь мала, что температура веществ, помещаемых в Дьюара сосуд, сохраняется постоянной долгое время … Энциклопедический словарь

Дьюара сосуд — сосуд с двойными стенками, между которыми создан вакуум не менее 1.33 мН/мІ (10–5 мм рт. ст.), что обеспечивает высокую теплоизоляцию внутреннего объёма сосуда. Предложен английским физиком Дж. Дьюаром в 1898 г. Простейший сосуд Дьюара… … Энциклопедия техники

ДЬЮАРА СОСУД — колба с двойными посеребренными изнутри стенками, из пространства между которыми выкачан воздух. Теплопроводность разреженного газа между стенками столь мала, что температура веществ, помещаемых в сосуд Дьюара, сохраняется постоянной долгое время … Большой Энциклопедический словарь

ДЬЮАРА СОСУД — [во имени англ. физика и химика Дж. Дыоара (J. Dewar; 1842 1923)] сосуд с двойными стенками, между к рыми создан вакуум, что обеспечивает высокую теплоизоляцию в ва, находящегося внутри сосуда. Небольшие Д. с. изготовляют из стекла, сосуды… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Сосуд Дьюара — для жидкого кислорода Сосуд Дьюара сосуд, предназначенный для длительного хранения веществ при повышенной или пониженной температуре. Перед помещением в сосуд Дьюара вещество необходимо нагреть или охладить. Постоянная температура… … Википедия

СОСУД ДЬЮАРА — Специальный холодильный сосуд для замораживания и хранения спермы производителей в жидком азоте. Представляет собой двухстенную емкость из алюминиевых сплавов или нержавеющей стали. Между стенками помещена специальная теплоизоляция. Для повышения … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

Криостат — (от Крио. и греч. states стоящий, неподвижный) Термостат, в котором рабочий узел или исследуемый объект поддерживается при температурах менее 120 К (криогенных температурах) за счёт постороннего источника холода. Обычно в качестве… … Большая советская энциклопедия

Низкие температуры — криогенные температуры, обычно температуры, лежащие ниже точки кипения жидкого воздуха (около 80 К). Такие температуры принято отсчитывать от абсолютного нуля (См. Абсолютный нуль) температуры ( 273,15 °С, или 0 К) и выражать в кельвинах… … Большая советская энциклопедия

Источник

Сосуд Дьюара – хранитель холода

Сосуд Дьюара – это дедушка современных термосов. Сегодня нет проблем с сохранением необходимых продуктов длительное время при определенной температуре. Причиной для изобретения подобного сосуда послужило то, что у физиков не было возможности в течение какого-то времени сохранять газы в жидком состоянии. Сосуд Дьюара для жидкого азота был именно тем изобретением, которое успешно решило проблему. И, как это всегда бывает, находка для научных работ нашла свое применение в быту.

История

Так называемый сосуд Дьюара начинает свою историю с 1881 года. Немецкий ученый Адольф Фердинанд Вейнхольд разработал самый первый контейнер, который использовался для хранения сжиженного газа.

Он представлял собой стеклянный ящик, имеющий двойные стенки. Особенностью конструкции было то, что из межстеночного пространства воздух откачивался. В таком сосуде можно было хранить жидкий кислород. Изобретатель назвал сосуд «бутылкой Вайнхольда».

В 1892 г. шотландский химик и физик сэр Джеймс Дьюар внес в конструкцию А. Ф. Вейнхольда некоторые усовершенствования. Стеклянный ящик изменил форму и стал колбой с узким горлом, что позволило значительно сократить испарение жидкости. Кроме того, по указанию Дьюара было посеребрено межстеночное пространство. Впервые был получен и сохранен не только жидкий, но и твердый водород.

Первая демонстрация состоялась на публичной лекции в январе 1893 года, а массовое производство сосудов было начато в 1904 году. Фирма Thermos GmbH (Германия) была основана для изготовления термосов, она и взялась за внедрение изобретения для коммерческих целей.

Принцип действия

Как же работает сосуд Дьюара? Устройство аппарата поражает своей гениальной простотой: стеклянная или металлическая колба, имеющая двойные стенки, между которыми откачан воздух. Такая система значительно уменьшает теплопроводность стенок.

Оставшееся очень незначительное количество молекул воздуха переносит к содержимому сосуда Дьюара температуру окружающей среды. Такая остаточная теплопроводность провоцирует постоянное и постепенное испарение жидкого газа.

Это, в свою очередь, приводит к увеличению давления внутри емкости. Чтобы избежать неминуемого взрыва, аппарат снабжают предохранительным клапаном либо его неплотно закрывают. На испарение жидкого азота неплотно закрытая пробка влияет мало. Передача тепла снизу вверх происходит медленно, а площадь отверстия в сосуде ничтожно мала.

Таким образом, газ понемногу стравливается. Потери вещества незначительны, например, один килограмм жидкого воздуха за 10 дней при хранении потеряет всего 4 грамма.

Такое устройство позволяет в течение длительного времени сохранять и транспортировать газ в жидком состоянии, что очень важно для современной промышленности.

Модели

Во многих отраслях промышленности сосуд Дьюара применяют для различных целей. Существуют несколько моделей:

Кроме того, освоен выпуск огромных железнодорожных и автомобильных цистерн. Есть и специально оборудованные корабли, перевозящие крупные партии сжиженного газа.

Применение

Сосуд Дьюара широко применяется в современных отраслях хозяйствования. Чаще всего аппарат используют:

Стоимость

В настоящее время на рынке представлены самые разнообразные марки и разновидности термосов. Небольшие бытовые изделия используют для продуктов питания или жидкостей (чай, кофе). Цена в зависимости от объема, материала и марки производителя может колебаться от 5 долларов до 50.

На порядок выше стоимость тех сосудов, которые используются в промышленных масштабах и называются сосуд Дьюара. Цена определяется объемом и качеством изготовления. Хороший, на большой объем аппарат может стоить и несколько сотен долларов:

Цистерны, автомобильные или железнодорожные, для транспортировки криогенных жидкостей, стоят десятки тысяч долларов.

Источник

Сосуды Дьюара — история, конструктивные особенности и сфера применения

Сосуд Дьюара (англ. Vacuum flask) предназначен для хранения и транспортировки веществ при разных температурных значениях, значительно отличающихся от внешней среды. Постоянная температура (низкая или высокая) внутри сосуда поддерживается благодаря высокой теплоизоляционной защите и/или процессам, протекающим в сохраняемой продукции (к примеру, кипения). Этот фактор является определяющим, так как он отличает сосуды Дьюара от крио- и термостатов.

История создания

Впервые идея сохранения газов в двухстенном сосуде с вакуумным эффектом между его стенками возникла у физика А. Вейнхольда в 1879 году. В 1890 году физик и химик Д. Дьюар смог усовершенствовать изобретение Вейнхольда, разработав двустенный сосуд с более узкой горловиной для сокращения потери паров газа. Из межстенного пространства был полностью удален кислород и выполнено посеребрение внутренних поверхностей устройства. В 1983 году Дьюар продемонстрировал свое изобретение перед широкой аудиторией.

Массовый выпуск первых сосудов Дьюара начался с 1904 года немецким холдингом Thermos GmbH. В наши дни на рынке широко представлена продукция зарубежных и отечественных производителей. Сосуды Дьюара выпускаются объемом от 2 литров и востребованы для хранения и перевозки жидкого азота, реже иных материалов.

Как устроен сосуд Дьюара сегодня

Конструктивно сегодняшняя версия сосуда Дьюара отличается от своей первичной разработки. Оба сосуда — внешний и внутренний изготавливаются из алюминия. Они объединены узкой горловиной из композитного материала. Снаружи внутренний сосуд покрыт адсорбентом, направленно поглощающим остаточные пары жидкости из полости вакуума при охлаждении. Чтобы минимизировать теплопотери, эта емкость имеет вспомогательную теплоизоляционную защиту.

Для минимизации конвекционной теплоотдачи к крышке сосуда Дьюара фиксируется пенопластовый цилиндр, не герметично закрывающий конструкцию горловины. Посеребрение сосуда изнутри сегодня не проводится — его смогли заменить полировкой. Благодаря конструктивным особенностям, температура в верхней части сосуда Дьюара (при условии правильной эксплуатации) не поднимается выше оптимальных значений даже при наличии в емкости 12% объема жидкого азота. Потери от выпаривания газов составляют 1,5-5% в сутки.

Сфера применения

Сосуды Дьюара чаще используются для хранения жидкого N₂— средства, востребованного в следующих отраслях:

Сосуды Дьюара применимы в геофизике — в них помещаются электронные составляющие и кристаллы во время рабочего процесса в горячих скважинах. Также они используются в космонавтике — детектор устройства NICMOS в телескопе Хаббл располагался в сосуде Дьюара с применением в роли хладагента газообразного азота.

***********************************************************************
Купить сосуд Дьюара или взять его в аренду, удобнее всего в ООО НИТРОГАЗ.
Сосуд Дьюара или криоцилиндр, в котором будете хранить криогенные жидкости, вы можете взять в аренду на срок от 1 дня.
Мы привезем (под заказ) уже заполненную жидким азотом криоемкость, а при длительной аренде — будем регулярно ее дозаправлять (если у вас есть на то необходимость).

Звоните +7 495 1277264 и заказывайте в аренду сосуды Дьюара, а также жидкий азот для своих потребностей.
У нас часто бывают акции для постоянных заказчиков. Спрашивайте о таких акциях у наших менеджеров.

Источник

Сосуды Дьюара. Устройство.

Краткое описание сосудов Дьюара. Общие понятия.

Сосуды Дьюара

Сосуды Дьюара носят своё название в честь английского ученого Джеймса Дьюара. Он был членом королевского общества, окончил Эдинбургский университет и преподавал в Кембриджском университете.

В 1881 его работы и исследования в сфере физики и химии подтолкнули его к изобретению сосуда в котором вещества могут длительное время сохранять свою температуру.

Рассмотрим более подробно строение сосуда. Это чаще всего металлический внешний корпус и стеклянная колба внутри, между которыми создается вакуум.

Это способствует теплоизоляции внутри сосуда. Но не полной изоляции. Происходит теплообмен за счёт так называемого лучеиспускания и теплопроводности вдоль стенок.

Лучеиспускание это такой вид теплообмена когда тепло не распространяется на промежуточные среды, и не распространяется вместе с движением частиц. Как и свет, тепло распространяется прямолинейно. Во избежание потерь, внутренние стенки сосуда делают зеркальными с помощью напыления метала, чаще всего серебра.

Главным образом сосуд Дьюара используется для хранения веществ в сжиженом состоянии с постоянно низкой либо наоборот высокой температурой.

В конструкции применяется узкая горловина, для предотвращения потерь вещества при испарении. Это несет за собой некоторые особенности конструкции сосуда Дьюара, так, например, в сосудах до 50 литров внутренняя колба держится только на горловине и поэтому испытывает большие нагрузки.

Для минимизации потерь тепла, горловина должна быть тонкой, но и прочной одновременно. Обычно горловина выполнена из стали, в более дорогих сосудах Дьюара горловина выполнена из армированного пластика. Так же в некоторых моделях сосудов внутренняя полость выполнена из полированного метала.

Как показывает практика такое исполнение более практичное. В современных сосудах большого объёма процент испарения составляет 1,5% в сутки и 5% для маленьких ёмкостей (5 литров)

Основные сферы применения сосудов Дьюара для медицины:

— Для хранения жидкого азота для лабораторий

— Для длительного хранения биологических материалов при низких температурах

Для последнего сосуды могут быть укомплектованы специальными колбами, которые через горловину опускаются в сосуд и служат для хранения. Диаметр, длина и количество этих кассет может варьироваться в зависимости от объёма сосуда.

Но иногда для удобства использования кассет горловину сосуда Дьюара делают большего диаметра, что влечет за собой удорожание сосуда, так как применяются специальные материалы и технологии для уменьшения испарения и потерь тепла при хранении биоматериалов.

Следует так же помнить о технике безопасности при работе с сосудом. Приведем небольшой список того, что может представлять опасность:

Обращаться с сосудом стоит строго следуя инструкции, беречь от механических повреждений, использовать специальные устройства для наполнения сосуда, закрывать сосуд только специальной для него крышкой.

Обязательно используйте средства индивидуальной защиты: специальные очки, перчатки, халаты без карманов

Источник

Сосуд Дьюара

Содержание

История изобретения

Первые сосуды Дьюара для коммерческого использования были произведены в 1904 году, когда была основана немецкая фирма Thermos GmbH по производству термосов.

Устройство

Оригинальный сосуд Дьюара представлял собой стеклянную колбу с двойными стенками, из пространства между которыми выкачан воздух. Для уменьшения потери на излучение обе внутренние поверхности колбы были покрыты отражающим слоем. Дьюар использовал в качестве отражающего покрытия серебро. Подобная конструкция применяется и в современных дешевых бытовых термосах.