Сосуд дьюара почему крышку закрывают не плотно

Азот испаряется очень быстро за 4 дня, пробка самодельная из пенопласта

Rafai­l
[135K]

4 года назад

Никакой, или очень лёгкой, так чтобы давление испаряющегося азота легко могло приподнять эту пробку и тем самым избыточное давление в сосуде Дьюара сбрасывалось. Если сосуд Дьюара закрыть более или менее герметичной пробкой, то испарение азота не прекратится, и внутри сосуда вырастет давление. На скорости испарения это никак не скажется, так как оно определяется скоростью поступления (просачивания) тепла внутрь сосуда, что, в свою очередь, зависит только от конструкции и состояния сосуда. Но возросшее давление может привести к повреждению сосуда Дьюара. Вам не повезло, у Вас просто плохой сосуд Дьюара. Когда-то я работал с 15 литровыми сосудами Дьюара с жидким азотом, азот из них испарялся за неделю.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим

зелпт­и
[34.2K]

3 года назад

Прежде, чем что-то новое сделать, я стараюсь подсмотреть как это делают другие. Нашла видео, где эксперимент с использованием сосуда Дьюара ставит любознательный ведущий Галилео. Может быть в этом ролике и можно найти подсказку. Во всяком случае можно наглядно представить что это за сосуд.

Ладле­н
[254K]

4 года назад

Например у нас для работы использовалась алюминиевая пробка на сосуде Дьюара. Она просто прикрывала сосуд не плотно. Но раньше например пробки делали именно из пробкового дерева. А сейчас также их изготовляют и из особого вида пластмассы. Главное чтобы пробка обладала как можно меньшей теплопроводностью, так как именно через пробку и происходит передача тепла. Да еще один важный момент что горловина имеет маленькое сечение и пробка тоже соответственно тоже имеет маленькое сечение. Да и еще для конкретных работ применяется именно алюминиевые пробки. Так как часто приходится набирать жидкий азот и у нас на фабричном сосуде Дьюара пробка выглядела как крышка и была прикреплена на цепочке.

Топор­ов Викто­р Алекс­еевич
[107K]

4 года назад

Это смотря какой “дьюар”. Если маленький, на несколько литров, то 4 дня это еще хорошо! Можно попробовать поместить, этот сосуд в самодельный короб из толстого пенопласта, так, что бы он поместился там полностью, но не просторный, и закрывался плотно, но не герметично. Главное тут исключить натечку воздуха внутрь короба из теплого помещения. Вытекающий из Дьюара холодный воздух будет скапливаться в коробе, снижая температуру снаружи сосуда и, тем самым, способствовать меньшему испарению.

Пробка у Дьюра не герметичная, теплоизолирующая (это уже ответили).

Еще можно попробовать термос с вакуумной колбой, если требуется небольшая емкость. Только не забудьте пробку заменить у термоса на негерметичную.

Людми­ла Козин­а
[114K]

4 года назад

Сосуд Дьюара предназначен для транспортировки и хранения криогенных продуктов – азота, аргона… И представляет собой сосуд Дьюара “сосуд в сосуде” с заизолированным межстенным пространством. Горловина сосуда закрывается крышкой с пробкой, которая опускается на всю длину горловины. Пробки изготавливают из теплоизоляционных материалов – раньше применялась кора пробкового дерева, которое стали заменять пенопластом. Для хранения очень холодных жидкостей (жидкость азота, температура которого около – 200 С) применяется алюминиевая пробка. На пробку в сосуде Дьюара приходятся наибольшие тепловые потери.

Veoll­a
[13.7K]

4 года назад

Всемрекомендую пробку, которая исключительно себя хорошо зарекомендовала – это пенопластовая пробка для сосуда Дьюара. Такая пробочка. будет очень лёгкой и негерметичной, самый раз, что необходимо. А с герметичной пробкой, сосуд может лопнуть.

jar-ohty
[109K]

4 года назад

Пробка должна быть: а) Неплотной и АБСОЛЮТНО газопроницаемой. Иначе дьюар просто разорвет, когда попадающий внутрь влажный воздух вызовет обмерзание зазора между пробкой и горловиной.

б) Она должна плохо проводить тепло сама по себе. Пенопласт для этого идеально подходит, лучше всего — плотный желтый, а не полистироловый.

в) Она должна быть длинной.

Но в вашем случае, может быть, сам дьюар не очень хорош?

Kin96­3
[35.1K]

4 года назад

Пробка для сосуда Дьюара должна быть очень лёгкая и не герметичная, потому что азот испаряется, и в сосуде значительно увеличивается давление. Это избыточное давление должно легко без проблем приподнимать крышку и сбрасываться. Если будет герметичная крышка, то давление вырастет в сосуде до критического, и сосуд Дьюара получит повреждения, несопоставимые с дальнейшей работой.

TextE­xpert
[108K]

4 года назад

Сама конструкция такого сосуда (стенка из двух слоев, воздух откуда выкачан) предусматривает все-же доступ тепла в сосуд и испарение его содержимого, поскольку вакуум между стенками не создашь… Поэтому либо крышка должна легко приподниматься, либо должен быть клапан, через который, собственно, газ и будет “стравливаться”.

Denis­Koro
[2.9K]

3 года назад

Должно соблюдаться два условия. Ведь зачем нужен сосуд Дьюара, чтобы оттуда выходила избыточное давление. Значит пробка должна чуточку приподниматься, а значит это должна быть очень лёгкая и не особо герметичная (если это возможно) пробка. Материал – на выбор.

Знаете ответ?

Источник

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 счёт хорошей теплоизоляции и/или процессов в хранимом веществе (например, кипение).
В этом основное отличие сосуда Дьюара от термостатов, криостатов.

История изобретения[править | править код]

Первый контейнер для хранения сжиженных газов был разработан в 1881 году немецким физиком А. Ф. Вейнхольдом. Он представлял собой стеклянный ящик с двойными стенками с откачанным из межстеночного пространства воздухом и был использован физиками К. Ольшевским и С. Врублёвским для хранения жидкого кислорода[1][2].

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. Свой сосуд Дьюар впервые продемонстрировал перед аудиторией на публичной лекции 20 января 1893 года[3]. Всю эту хрупкую конструкцию Дьюар подвесил на пружинах в металлическом кожухе. Благодаря своей разработке Дьюар первым смог получить и сохранить жидкий (1898)[4] и даже пытался получить твёрдый (1899) водород[5].

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

Устройство[править | править код]

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

Современные конструкции[править | править код]

Схема сосуда Дьюара
1 — подставка; 2 — вакуумированая полость; 3 — теплоизоляция; 4 — адсорбент; 5 — наружный сосуд; 6 — внутренний сосуд; 7 — горловина; 8 — крышка; 9 — трубка для вакуумирования

Современные сосуды Дьюара конструктивно выполнены несколько иначе.
Внутренний и внешний сосуды делают из алюминия или нержавеющей стали. Теплопроводность материала не важна, а прочность и вес играют большую роль.
Горловина соединяет внутренний и внешний сосуды. В дьюарах объёмом до 50 л внутренний сосуд крепится только на горловине и она испытывает большие механические нагрузки. Также к ней предъявляются высокие требования по теплопроводности. То есть горловина должна быть прочной, но тонкой. В обычных сосудах горловину делают из нержавеющей стали. В высококачественных сосудах Дьюара горловина изготовляется из прочного армированного пластика. При этом возникает проблема вакуумноплотного крепления металла и пластика.
Снаружи внутренний сосуд покрывается адсорбентом, который при охлаждении поглощает остаточные газы из вакуумной полости.
Для уменьшения теплопотерь внутренний сосуд покрывают дополнительной теплоизоляцией.
К крышке дьюара, для снижения конвекционной теплопередачи прикрепляют пенопластовый цилиндр, который негерметично закрывает горловину.
Вакуумную полость откачивают до давления 10−2 Па. От серебрения внутренних поверхностей отказались и заменили его полировкой.

Читайте также:  Операция на ноги сосуды где делают

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

Гелиевые сосуды Дьюара[править | править код]

Схема сосуда Дьюара для гелия
1 — горловина для заливки азота; 2 — головка со штуцерами; 3 — горловина гелиевой ёмкости; 4 — ёмкость для жидкого азота; 5 — тепловые экраны; 6 — ёмкость для жидкого гелия; 7 — теплоизоляция; 8 — адсорбент

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 Дьюара, в которых не используется охлаждение жидким азотом. По утверждениям производителей, в таких сосудах Дьюара потери на испарение составляют 1 % в день для ёмкостей на 100 л.

Азот испаряется из сосуда Дьюара

Назначение и применение[править | править код]

  • Для сохранения температуры еды и напитков используются бытовые сосуды Дьюара — термосы.
  • В лабораториях и в промышленности сосуд Дьюара используется для хранения криожидкостей, чаще всего жидкого азота.
  • В медицине и ветеринарии специальные сосуды Дьюара используются для длительного хранения биологических материалов при низких температурах.
  • В геофизике в сосуды Дьюара помещают электронные компоненты и кристаллы при работах в горячих скважинах (от 400К).
  • В космонавтике. Детектор прибора NICMOS, установленного на космический телескоп Хаббл, был помещён в сосуд Дьюара с использованием в качестве хладагента азота в твёрдом состоянии.

См. также[править | править код]

  • Термос
  • Криогеника
  • Криостат

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Хранить тепло и холод: Термос, Популярная механика — 2005, № 3.
  2. ↑ А. ВАСИЛЬЕВ, Университеты Польши, КВАНТ, 2005, № 4
  3. К. Мендельсон. На пути к абсолютному нулю. — Рипол Классик. — С. 52. — ISBN 9785458327268.
  4. ↑ Classic Kit: Dewar’s flask, Chemistry World, August 2008, Vol 5, No 8
  5. ↑ Annales de chimie et de physique

Источники[править | править код]

  • Burger, R., U.S. Patent 872 795, «Double walled vessel with a space for a vacuum between the walls», December 3, 1907.
  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1975. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — 519 с.

Ссылки[править | править код]

  • Технические характеристики сосудов Дьюара для хранения азота
  • Техника безопасности при работе с жидким азотом и Сосудами Дьюара
  • Взрыв сосуда Дьюара при наливании жидкого азота (нарушение ТБ)

Источник

При искусственном осеменении животных все шире используют сперму, замороженную при —196°, которую хранят в жидком азоте в специальных емкостях — сосудах Дьюара.

В животноводстве используют различные типы сосудов отечественного и импортного производства. Наибольшее распространение получил сосуд отечественного производства СД 50 емкостью 52 л.

При работе персонала с жидким азотом и сосудами Дьюара возможны:

  • обмораживание открытых участков тела при контакте с охлажденными поверхностями или попадании жидкого азота;
  • головокружение, обморок или удушье в результате снижения концентрации кислорода в воздухе при испарении большой массы жидкого азота;
  • взрыв сосуда Дьюара вследствие внезапной потери вакуума, быстрой десорбции газов при отогревании сосуда, а также из-за испарения азота при герметично закрытой горловине;
  • конденсация на охлажденных жидким азотом поверхностях кислорода воздуха и возгорание при контакте с горючими материалами.

В связи с этим обращаться с сосудами Дьюара необходимо осторожно, в строгом соответствии с инструкцией по их эксплуатации. При падении, ударах, резких толчках может произойти нарушение целостности наружного кожуха или внутреннего сосуда, что сопровождается потерей вакуума. Признаком такой неисправности является быстрое испарение жидкого азота и обледенение наружного кожуха. Эксплуатировать или отогревать в рабочих помещениях неисправные сосуды Дьюара категорически запрещается. Потерявший вакуум сосуд Дьюара надо освободить от хранимой спермы и жидкого азота, а затем поставить на отогревание в течение трех суток в помещение, куда запрещен доступ людей.

Читайте также:  Кто лечит сосуды головного

Закрывать сосуды Дьюара можно только предназначенными для них крышками. Запрещается плотно закрывать горловину сосуда; испарение части жидкого азота создает внутри сосуда избыточное давление, поэтому внутрь сосуда не может попасть кислород из наружного воздуха. Кроме того, повышение давления создает опасность повреждения сосуда или выброса жидкого азота.

При транспортировке сосуды Дьюара и находящиеся рядом предметы необходимо надежно закреплять во избежание падений, повреждений.

Заливать жидкий азот в сосуд Дьюара надо через гибкий металлорукав диаметром 18 мм, давление по манометру в транспортной цистерне должно быть не более 0,5 атм. Гибкий металлорукав должен быть опущен в сосуд до дна, чтобы струя азота не выбросила рукав из горловины, так как могут пострадать работающие рядом люди. Из сосуда Дьюара и сосуд заливку ведут через широкую металлическую воронку.

В процессе заливки категорически запрещается заглядывать в сосуд для определения уровня жидкости. Заправка считается законченной при появлении из горловины первых брызг жидкости. Особую осторожность следует соблюдать во время заполнения теплых сосудов Дьюара, то есть новых или отогретых. Заполнять сосуды Дьюара жидким азотом в одиночку запрещается.

Вводить пинцет, канистры и другие предметы в жидкий азот надо медленно во избежание разбрызгивания, вызванного «кипением» жидкости при контакте с теплыми предметами. Чтобы сперма всегда находилась в жидком азоте, сосуды Дьюара, предназначенные для ее хранения, периодически дозаправляют, при понижении уровня жидкого азота до 1/2 емкости сосуда. Контроль за уровнем азота проводят периодическим погружением в азот металлической или деревянной линейки.

Жидкий азот как более летучий компонент обогащается кислородом примесью и техническом продукте. Недопустимо в смеси свыше 15% жидкого кислорода, так как такая смесь может воспламениться при контакте с органическими продуктами. Содержание кислорода контролируют газоанализатором типа ГХП-4. При отсутствии газоанализатора после каждых 12 дозаправок жидкость из сосуда Дьюара сливают, сосуд заполняют свежим азотом. Слив проводят на открытой специальной площадке в безопасном месте. Вблизи мест слива не должно быть деревьев, бумаги, асфальта и других органических продуктов.

Чтобы предотвратить загрязнение сосуда, гибкие металлорукава и воронки хранят в чехлах. Для удаления «ила» или твердых частиц необходимо слить содержимое сосуда, промыть сосуд чистым жидким азотом и поставить на отогрев. Не ранее чем через трое суток после слива сосуд промывают теплым (до +30°) водным раствором моющего средства ОП-7, а затем ополаскивают водой (не выше +70°). Промывку и очистку сосудов проводят на госплемпредприятиях и госплемстанциях. Нельзя нагревать сосуды. Такая операция может привести к взрыву.

Персонал, работающий с сосудами Дьюара и жидким азотом, обязан надевать защитные очки (лучше щитки из органического стекла), перчатки или рукавицы. Одежда должна быть без карманов, брюки — без манжет и закрывать верх обуви. Рукавицы должны быть свободными, чтобы при необходимости их можно было легко сбросить. При попадании жидкого азота на кожу пораженный участок немедленно обильно обмыть водой.

Помещение, где работают с жидким азотом или храпят сосуды Дьюара, должно быть оборудовано приточно-вытяжной принудительной вентиляцией, обеспечивающей содержание кислорода в воздухе не менее 19%.

При естественной вентиляции работа с жидким азотом допускается в помещении, объем которого в 7000 раз больше объема находящегося там жидкого азота.

Снижение концентрации кислорода в воздухе ниже 16% приводит к головокружению, обморокам или удушью без каких-либо предварительных симптомов. Пострадавшего следует вынести на свежий воздух.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник