Сосуд дьюара сколько держится
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 июля 2020; проверки требуют 2 правки.
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.
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]
- ↑ Хранить тепло и холод: Термос, Популярная механика — 2005, № 3.
- ↑ А. ВАСИЛЬЕВ, Университеты Польши, КВАНТ, 2005, № 4
- ↑ К. Мендельсон. На пути к абсолютному нулю. — Рипол Классик. — С. 52. — ISBN 9785458327268.
- ↑ Classic Kit: Dewar’s flask, Chemistry World, August 2008, Vol 5, No 8
- ↑ 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
Общие вопросы
Чем может быть опасен жидкий азот в помещении?
При испарении жидкого азота образуется газообразный азот с низкой температурой, при этом плотность его больше, чем у воздуха. Поэтому азот после испарения может накапливаться вначале на нижнем уровне помещения и затем постепенно создавать повышенную концентрацию во всем помещении. Это приводит к понижению концентрации кислорода в воздухе и когда ее величина становится ниже 18%, человек в таком помещении подвергается серьезной опасности – происходит нарушение ритма дыхания, учащается пульс, затем – нарушение сознания, снижение чувствительности, теряется способность двигаться, появляется тошнота и рвота, отключается сознание, и через несколько минут наступает смерть. Особая опасность заключается в том, что это происходит безболезненно и человек не осознает свое состояние.
В помещениях с естественной вентиляцией допускается работа с открытыми криогенными сосудами в том случае, если объем помещения в м3 превышает объем жидкости, находящейся в сосудах Дьюара в литрах, не менее чем в 7 раз.
Что делать, если жидкий азот попадет или прольется на руки?
Кратковременное соприкосновение кожи с жидким азотом не опасно, так как при этом на коже образуется воздушная подушка с низкой теплопроводностью, которая предохраняет кожу от непосредственного контакта с жидким азотом. Длительный контакт жидкого азота или материала, охлажденного жидким азотом, с кожей или глазами может вызвать серьезные повреждения. Обращайтесь с жидким азотом осторожно! При проливе жидкого азота проветрите помещение.
Вопросы по жидкому азоту и сосудам Дьюара
Как быстро испаряется жидкий азот из сосуда Дьюара?
Это зависит от типа сосуда Дьюара и его объема, а также производителя. Сосуды Дьюара американских и европейских производителей имеют наилучшие характеристики по части испаряемости жидкого азота и находятся в диапазоне от 0,10 до 0,20 л/сутки для сосудов объемом от 2 до 50 литров. Сосуды Дьюара большинства других производителей как правило имеют испаряемость в диапазоне от 0,15 до 0,40 л/сутки.
Обычно данные о величине испарения указываются в паспорте или инструкции по эксплуатации на сосуд Дьюара.
Среднее время хранения жидкого азота до полного его испарения может составлять от нескольких недель до года.
Чем отличаются украинские сосуды Дьюара от французских?
Прежде всего испаряемостью. Например, сосуд СДС35Bio60 производства Украины держит азот 210 суток, а его французский аналог В2036 – 360 суток. Так же немаловажным отличием является более привлекательный внешний вид французских сосудов Дьюара.
Нужно ли закрывать сосуд Дьюара, чтобы азот не испарялся?
Запрещается плотно закрывать горловину сосуда какими-либо посторонними пробками. Следует использовать только штатные пробки и крышки, которые, помимо прочего, предотвращают образование наледи в горловине сосуда Дьюара из-за конденсации влаги из атмосферы. При появлении механических повреждений и/или «снеговой шубы» на внешней поверхности сосуда (тем более, при его полном обмерзании!) необходимо освободить сосуд от жидкого азота, поставить сосуд на отогрев и связаться с нами для консультаций.
Почему нельзя опускать палочку с ватой в сосуд Дьюара?
Посторонние предметы в сосуде с жидким азотом могут создать ледяную пробку и вызвать разрушение
сосуда.
Можно ли курить в машине при перевозке сосуда Дьюара с жидким азотом?
Нет.
Необходимы ли какие-то документы на перевозку жидкого азота в машине?
Согласно Правил «Европейского соглашения о международной перевозке опасных грузов (ДОПОГ) жидкий азот в количестве до 333 кг может перевозиться без соблюдения ограничений, установленных для опасных грузов. Это правило подтверждено Приказом Минтранса РФ от 08.08.1995 г. № 73.
Допускается к перевозке в одной транспортной единице без соблюдения вышеуказанных Правил сосудов Дьюара YDS-15L (емкостью 16 л), заполненных жидким азотом, в количестве до 15 шт.
Можно ли заказать доставку азота на завтра? На определенный день?
Доставка азота осуществляется в течение двух рабочих дней с момента заказа.
Подключается ли переливное устройство к электрической сети?
Нет.
Каков принцип действия переливного устройства? Есть ли помпа?
Действие переливного устройства основано на повышении давления в криогенном сосуде при введении в жидкость «теплой» массы и использовании эффекта газ-лифт. Испарившаяся часть жидкости после герметизации горловины сосуда создает в нем избыточное давление, которое заставляет жидкость по сифону устройства переливается в заполняемую емкость.
Никаких дополнительных устройств для перелива жидкости не требуется.
Почему переливное устройство подходит не ко всем сосудам Дьюара?
Часть переливного устройства, вставляемая в сосуд Дьюара, является жесткой конструкцией и приспособлена только к сосуду определенной высоты.
Использование переливного устройства для сосудов Дьюара с горловинами разного диаметра возможно применением дополнительного уплотнителя.
Какой сосуд Дьюара лучше заказать для заправки КриоИнея и почему?
Сосуды Дьюара YDS-15L (емкость 16 л) или YDS-20L (емкость 20 л). в зависимости от потока пациентов. Криохирургический аппарат КриоИней необходимо периодически заправлять, поэтому нужно выбирать сосуды, к которым есть переливное устройство. Переливать через воронку будет неудобно и тяжело.
Вопросы по сосудам Дьюара и криоаппаратам
Где лучше хранить сосуд Дьюара с жидким азотом?
Во избежание повышенного испарения жидкого азота не рекомендуется располагать сосуд Дьюара вблизи отопительных приборов. Храните и используйте жидкий азот только в проветриваемых помещениях. В закрытых помещениях повышенное содержание газообразного азота снижает концентрацию кислорода и может привести к асфиксии. Более подробно читайте Правила безопасности при работе с криогенным оборудованием и жидким азотом.
Есть ли в продаже универсальные криодеструкторы?
Нет. Практика показала, что врачи не любят передавать свои криодеструкторы другим коллегам.
Какие насадки входят в комплект?
10 насадок разного размера и формы для разных целей.
Можно ли удалять бородавки при помощи КриоСкин?
Можно. Для этого нужно использовать дополнительный набор контактных зондов.
Для чего нужен КриоСтик и по какому принципу он работает?
КриоСтик удобен для удаления небольших новообразований – бородавок, папиллом, родинок. Тонкий металлический стержень охлаждается в жидком азоте и прикладывается к зоне воздействия.
Какой сосуд Дьюара лучше использовать в кабинете косметолога?
Сосуды Дьюара YDS-6L (емкостью 6 л) и YDS-15L (емкостью 16 л) в зависимости от потока клиентов.
Может ли использоваться биососуд Дьюара для хранения спермы собак, любых других животных?
Да, можно.
Источник
Сосуды Дьюара нашли применение в самых разных сферах: от кулинарии до медицины и промышленности. Разумеется, для каждого вида деятельности подходят совершенно разные модели, все зависит от их технических характеристик.
Сегодня поговорим, на что обратить внимание при выборе емкости.
Пять ключевых характеристик сосудов Дьюара
Итак, если вы впервые выбираете емкость и еще не знаете, какая модель вам больше подойдет, обратите внимание на следующие параметры:
- Объем
На рынке можно найти сосуды Дьюара объемом от 2 л до 110 л и более. От вместительности сосуда зависит, в каких сферах и для каких целей он может использоваться. Например, если вы планируете хранить небольшое количество жидкого азота для проведения криопроцедур в салоне красоты, будет достаточно двух- или трехлитровой емкости. Для охлаждения оборудования в промышленных масштабах или транспортировки крупных партий биоматериала понадобится большой сосуд с объемом от 60л.
- Габариты
Обязательно обращайте внимание на этот показатель. Даже сосуды одинакового объема могут отличаться по ширине и высоте. Итоговые размеры емкости играют важную роль при хранении, транспортировке, также от них зависит удобство использования изделия.
- Вес
Если вы приобретаете большой сосуд, в котором будете хранить запасы азота, то его масса не играет большой роли. Но, если емкость будет перевозиться вручную и использоваться, например, при проведении криошоу, то вес будет может сыграть решающую роль. Обращайте внимание на массу заполненного, а не порожнего сосуда, ведь именно с ней вам предстоит иметь дело.
- Диаметр горловины
Изделия одинакового объема могут иметь разные горловины. Ширина варьируется в среднем от 50 мм до 210 мм. Если вы планируете погружать в жидкий азот предметы для охлаждения, выбирайте модели с широкой горловиной. Узкая горловина дольше сохраняет объем криогенной жидкости и идеально подходит для ее хранения.
- Время испарения
Важный показатель, на который нужно обратить внимание. Параметр может отличаться даже у сосудов одинакового объема. На него влияют ширина горловины и конструктивные особенности модели.
Помимо очевидных параметров, обращайте внимание на комплектность изделий. Специальные контейнеры для биоматериалов могут идти в комплекте с сосудом или продаваться отдельно. Для небольших емкостей хорошим дополнением будет чехол-рюкзак, в котором удобно переносить изделие. Наличие защитного чехла на емкостях большого объема тоже можно считать весомым преимуществом.
Внимательно изучайте информацию, предоставленную продавцом, особенно если выбираете свой первый сосуд Дьюара для работы. Потратив больше времени при выборе, вы сэкономите свои нервы и деньги при дальнейшей эксплуатации.
Лучшим же решением при выборе сосуда Дьюара станет обращение к нашим специалистам. При таком подходе Вам обеспечена профессиональная консультация, которая позволит подобрать оптимальный вариант.
Звоните прямо сейчас и получите 3 % скидки! Мы всегда готовы помочь!
Рекомендуем
Транспортировка, заправка и хранение сосудов Дьюара
Планируете использовать сосуд Дьюара? Тогда рекомендуем вам изучить, как его правильно хранить и транспортировать. Также не лишними будут знания правил заправки и технике безопасности при работе с жидким азотом.
Устройство сосудов Дьюара
Современные сосуды Дьюара несколько отличаются от своих предшественников. Если первые сосуды Дьюара изготавливались из стекла, то сейчас их производят из алюминия или нержавеющей стали. Важную роль при выборе материала играют прочность и вес.
Сосуды Дьюара серии СК
Сосуды для криогенных жидкостей серии СК производятся в Украине. Емкости не укомплектованы контейнерами для биологических материалов, поэтому основное их назначение — хранение и транспортировка жидкого азота и других криогенных жидкостей.
Источник
Планируете использовать сосуд Дьюара? Тогда рекомендуем вам изучить, как его правильно хранить и транспортировать. Также не лишними будут знания правил заправки и технике безопасности при работе с жидким азотом. Об этом и пойдет речь.
Заправка сосуда Дьюара
Заправка сосуда Дьюара производится при помощи специального переливного устройства. Жидкий азот переливают из сосуда в сосуд через широкую воронку. Устройство переливного шланга основано на эффекте «газ-лифт». При заправке никаких дополнительных устройств не требуется.
Для сосуда определенного объема используют шланг соответствующего размера. Он должен доходить до дна емкости. Для заправки емкостей одинакового объема, но с разным диаметром горловины, можно использовать одно переливное устройство и дополнительные уплотнители.
Брызги жидкого азота могут обжечь кожу при заправке, поэтому соблюдайте меры предосторожности:
- Не заглядывайте в емкость, чтобы определить степень заполнения. Воспользуйтесь специальной линейкой. Сосуд считается заполненным, если появились первые брызги жидкости.
- Используйте специальные перчатки.
- С особой осторожностью заправляйте теплые или отогретые сосуды Дьюара.
- Вводить линейку или другие инструменты в емкость нужно крайне аккуратно, чтобы жидкость не «закипела», соприкасаясь с теплыми предметами.
Заправленные и пустые сосуды необходимо максимально аккуратно перемещать и транспортировать, чтобы не допустить их разгерметизации.
Правила транспортировки
Если вы планируете перевозить сосуды Дьюара, заполненные жидким азотом, то первым делом нужно обратиться к Приказу Минтранса РФ № 73 от 08.08.1995 г. Согласно данному закону, объемы жидкого азота, не превышающие 333 кг, не относятся к опасным грузам, и ограничений по их перевозке нет.
Помимо этого, есть элементарные правила безопасности, которыми нельзя пренебрегать во время перевозки жидкого азота в сосудах Дьюара:
- перевозимые сосуды должны быть надежно закреплены в вертикальном положении;
- все емкости должны быть изолированы друг от друга;
- запрещено курить и пользоваться открытым огнем вблизи транспорта, перевозящего жидкий азот;
- перед транспортировкой важно убедиться, что криогенная жидкость стравливается из сосуда;
- изделия нельзя ронять или подвергать механическому воздействию.
Если вы будете соблюдать меры предосторожности при заправке емкостей, то избежите травм и ожогов, а также продлите эксплуатационный ресурс сосуда.
Как правильно хранить сосуд Дьюара
Считается, что оптимальные условия для хранения заполненного промышленного термоса создаются в морозильной камере. Все верно, ведь при таком хранении проще всего поддерживать нужную температуру, уровень влажности и циркуляцию воздуха. Если такая возможность отсутствует, подойдет неотапливаемое производственное помещение с искусственным освещением, но без доступа прямых солнечных лучей. Важно, чтобы в выбранном помещении работала система приточной вентиляции, обеспечивающая постоянную подачу чистого воздуха, так как в большой концентрации испарения жидкого азота могут быть токсичны.
На что обратить внимание при хранении
Любой сосуд Дьюара должен быть закрыт специальной крышкой, которая обеспечивает необходимое стравливание излишков азота. Не допускается плотно закупоривать емкости инородными пробками или предметами.
Если выявлено образование снежной корки на горловине, это может свидетельствовать о разгерметизации сосуда. В таком случае его необходимо срочно опорожнить, отогреть и вызвать мастера для консультации.
Соблюдайте технику безопасности при хранении, заправке и транспортировке сосудов Дьюара. Так вы продлите срок их службы и избежите травм при контакте с криогенными жидкостями.
Рекомендуем
Устройство сосудов Дьюара
Современные сосуды Дьюара несколько отличаются от своих предшественников. Если первые сосуды Дьюара изготавливались из стекла, то сейчас их производят из алюминия или нержавеющей стали. Важную роль при выборе материала играют прочность и вес.
Сосуды Дьюара серии СК
Сосуды для криогенных жидкостей серии СК производятся в Украине. Емкости не укомплектованы контейнерами для биологических материалов, поэтому основное их назначение — хранение и транспортировка жидкого азота и других криогенных жидкостей.
Сосуды Дьюара серии СДС
Многие медицинские учреждения и животноводческие предприятия выбирают именно серии СДС. Их ценят за простоту, доступную стоимость и адаптированность к российским реалиям.
Источник