Сосуды для жидкого кислорода

    Сосуды для жидкого кислорода [c.108]

    Известно, что медицинский кислород поставляется также и в жидком состоянии. В связи с этим ниже описывается устройство специальных сосудов для жидкого кислорода. Сосуды, заполняемые жидким кислородом, называются сосудами Дьюара (общий вид на рис. 44). Сосуд Дьюара состоит из двух шаров, помещенных один внутри другого. Из пространства между стенками шаров воздух выкачивается до абсолютного давления 0,001 мм ртутного столба. Такой вакуум яв- [c.108]

    Этот вид изоляции нашел применение при защите сосудов для жидких кислорода, азота и аргона емкостью 1—50 л. В сочетании с экранами из фольги, алюминия, меди или неметаллических материалов (а в отдельных случаях с охлаждением жидким азотом) этот вид изоляции применяется также для сосудов, в которых хранятся большие количества жидких водорода или гелия [76]. [c.53]

    Вакуумно-порошковая изоляция нашла применение для изоляции трубопроводов, стационарных и транспортных сосудов для жидких кислорода, азота, аргона, водорода (емкостью более 100 м ) и метана. [c.54]

    Многослойная изоляция нашла применение главным образом для защиты трубопроводов и сосудов любой емкости для жидких водорода и гелия и сосудов для жидких кислорода, азота и аргона. [c.54]

    Разрабатываются способы хранения криогенных веществ в однофазном, надкритическом состоянии. Давление в сосуде над жидкостью превышает критическое, а температура с помощью специальных подогревателей поддерживается близкой к температуре кипения при постоянном давлении. Сосуды для жидкого кислорода рас- [c.103]

    Кроме вакуумирования существует и другой способ создания вакуумно-порошковой изоляции, который основан на замещении воздуха газом, конденсирующимся при рабочей температуре на внутренней стенке резервуара. Таким газом является двуокись углерода, применяемая в сосудах для жидкого кислорода. Этот способ позволяет сократить продолжительность вакуумирования и может [c.145]

    Экраны из алюминиевой фольги и из полиэтилентерефталатной пленки горят и взрываются в среде кислорода. Огне- и взрывоопасность пакетов многослойной изоляции с экранами из алюминиевой фольги и прокладками из стекловолокнистых материалов снижается по мере уменьшения содержания органических добавок в прокладках. Пакеты с прокладками из стеклотканей в кислороде не горят. Поэтому в сосудах для жидкого кислорода желательно применять стекловолокнистые прокладочные материалы с возможно меньшим содержанием органических добавок. Изоляцию на основе полимерной пленки в сосудах для жидкого кислорода применять не рекомендуется. [c.154]

    На рис. 93 нанесены зависимости, полученные при испытаниях нескольких сосудов для жидкого кислорода и азота. При достаточно большой длительности испытаний экспериментальные кривые переходят в прямые линии. Сравнительно большое отклонение кривой 2 от прямолинейной зависимости при т [c.209]

    К а г а н е р М. Г., Семенова Р, С. Исследование переноса тепла по горловине сосудов для жидкого кислорода,— Инж.-физ. журнал , 1964, т. 7, № 8, стр. 97—102. [c.269]

    Перевозка кислорода в жидком состоянии приводит к весьма значительному сокращению мертвого груза по сравнению с перевозкой газа высокого давления. Вес пустого сосуда для жидкого кислорода составляет от 50 до 100% от веса жидкости в нем. Кроме того, исключаются специальные приспособления, которые требуются на автомобилях при перевозке баллонов. В результате при одинаковой грузоподъемности на автомобиль можно погрузить жидкого кислорода в 6—7 раз больше, чем кислорода в баллонах высокого давления. [c.302]

    И сбросу давления, а в охлаждаемых сосудах — к более частому включению холодильной машины. В контейнерах из нержавеющей стали или других материалов с низкой теплопроводностью выравнивание температуры разных слоев жидкости можно осуществить с помощью тепловых мостов — вертикальных стержней или листов из меди или алюминия. Конечно, проще, если это возможно, изготовить саму оболочку из материала с высокой теплопроводностью, т. е. из алюминия или меди. На основании изложенных соображений большую часть оболочек для сосудов было решено изготавливать из алюминия. Для этой цели был выбран свариваемый сплав 525, который, как было установлено при испытаниях в сосудах для жидкого кислорода, оказался менее подверженным трещинам в сварных швах при низких те.м-пературах, нежели сплав 615. [c.415]

    Хотя алюминий и раньше широко применялся в кислородных установках и сосудах для жидкого кислорода [3], в описываемых сосудах он, по-видимому, впервые был использован в условиях высокого вакуума при температурах жидкого водорода, Применение алюминия требует решения проблемы соединения алюминиевых оболочек с трубками из нержавеющей стали. Этот вопрос рассмотрен в последующих разделах. [c.415]

Читайте также:  Мед лимон имбирь очищение сосудов

    Мипора имеет замкнутое строение пор, которые заполнены воздухом. При малой величине пор передача тепла конвекцией очень затруднена, что определяет применение мипоры для изоляции стенок холодильных установок, хранилищ и сосудов для жидкого кислорода, вагонов железнодорожного транспорта и др. Мипора хорошо поглощает звук, особенно в области от средних до высоких частот, поэтому она применяется для создания хорошей акустики в театрах, аудиториях и для звукоизоляции в жилых зданиях. [c.56]

    Емкость стационарных стандартных сосудов для жидкого кислорода составляет 8, 30 и 80 г жидкости. Для комплектования хранилищ подбирают группы сосудов соответствующей емкости. [c.287]

    Исследован способ создания вакуума в сосуде для жидкого кислорода с вакуумно-порошковой изоляцией замещением воздуха паром, конденсирующимся при рабочей температуре па внутренней стенке сосуда. Изучено влияние условий заполнения изоляции конденсирующимся паром на величину получаемого вакуума. Хорошие результаты получены при использовании силикагеля КСМ для поглощения неконденсирующихся примесей. [c.89]

    СОСУДЫ ДЛЯ ЖИДКОГО КИСЛОРОДА [c.520]

    Из адсорбционных материалов наибольшую опасность при контакте с жидким кислородом представляет активированный уголь СКТ-4. Несмотря на высокие адсорбционные свойства этого материала применение его в качестве адсорбента в сосудах для жидкого кислорода недопустимо. [c.184]

    В сосудах, предназначенных для жидкого кислорода, нельзя применять активированный уголь, так как при появлении течи может образоваться взрывоопасная смесь. Для того чтобы не спутать сосуды для жидкого кислорода с сосудами для азота, первые окрашивают в голубой цвет, а вторые — в черный. [c.37]

    Мипора является ценным материалом для изоляции холодильных установок, хранилищ и сосудов для жидкого кислорода, пассажирских вагонов, автобусов, судов, для заполнения пустотелых стен производственных зданий, мастерских, складов. [c.168]

    Сосуды для жидких кислорода, азота, аргона и воздуха [c.273]

    I — сосуд для жидкого кислорода 2 — вентили подъема давления 3 —клапаны подъема давления 4 —вентиль сброса давления 5 — обратный клапан 6 — штуцер для наливания жидкости  [c.279]

    До недавнего времени магнезия широко применялась в качестве изоляции сосудов для жидкого кислорода. Существенный недостаток магнезии заключается в высокой гигроскопичности и слипании ее при увлажнении. Кроме того, магнезия имеет сравнительно высокую стоимость. [c.381]

    Важным достоинством этого материала является малая теплопроводность в условиях вакуума, благодаря чему кремнегель можно с успехом использовать при создании вакуумно-порошковой изоляции в сосудах для жидкого кислорода. [c.381]

    Мипору не рекомендуется применять в тех случаях, где возможно попадание кислорода или обогащенного кислородом воздуха в изоляционное пространство. В частности, следует исключить ее использование в сосудах для жидкого кислорода. Это замечание относится и к другим пено-пластам. [c.383]

    В.сосудах для жидкого кислорода емкостью более 100—200 л обычно используют вакуумно-порошковую изоляцию. Применение вакуумной изоляции нецелесообразно по нескольким причинам. Во-первых, изготовлять большие сосуды из меди и полировать стенки вакуумного пространства дорого и сложно. Во-вторых, создание и поддержание в течение длительного времени высокого вакуума в крупных сосудах представляет определенные трудности. В-третьих, использование комбинированных типов изоляции позволяет значительно уменьшить теплопередачу через изоляцию. Расстояние между внутренней и наружной оболочками в крупных сосудах часто превышает 100 мм вследствие необходимости размещения опор и труб. Увеличение межстенного пространства в случае вакуумной изоляции не дает выгоды, тогда как термическое сопротивление вакуумно-порошковой изоляции возрастает пропорционально ее толщине. Еще больший эффект дает использование вакуумно-порошковой изоляции с добавками металлических порошков и вакуумно-многослойной изоляции. [c.411]

    Высокие адсорбционные свойства имеет активированный уголь марки СКТ. При давлении 10 мм рт. ст. он поглощает приблизительно в 30 раз больше азота, чем силикагель КСМ. Уголь можно регенерировать даже при 20° С, так как он плохо адсорбирует пары воды. Недостатком угля является возможность взрыва в случае попадания на него жидкого кислорода. Поэтому в сосудах для жидкого кислорода применение активированного угля недопустимо. [c.418]

    Алюминированная пленка имеет малый коэффициент теплопроводности, благодаря чему может применяться без установки прокладок. В этом случае пленку покрывают слоем алюминия только с одной стороны и поверхность ее делают рифленой для уменьшения площади контактов между слоями. Нашла применение текстура, состоящая из чередующихся слоев гладкой и рифленой алюминированной пленки. В сосудах для жидкого кислорода [c.417]

    Исследование взрыво- и пожароопасности всех применяемых в кислородной промышленности теплоизоляционных материалов позволяет считать полностью безопасным применение перлита, прокаленного аэрогеля и чистой минеральной ваты. Учитывая значительную экономическую эффективность применения смесей бронзовой пудры с аэрогелем и перлитом для вакуумнопорошковой изоляции сосудов для жидкого кислорода, можно допустить применение в этом случае огнеопасных в среде кислорода материалов. Наличие вакуума в изоляционном пространстве позволяет контролировать возможность попадания кислорода в изоляцию. Взрывоопасные материалы, например смеси аэрогеля с алюминиевой пудрой или сажей при содержании добавки более 25%, не могут быть рекомендованы для применения в сосудах с жидким кислородом. [c.61]

Читайте также:  Сосуд под давлением 500 л

    Теплообмен излучением через лучепрозрачную среду описывается уравнением (72), которое в случае сосуда для жидкого кислорода с температурами граничных стенок 293 и 90° К принимает простой вид [c.129]

    Вакуум в слое вакуумно-порошковой изоляции получают обычно откачкой воздуха механическим вакуум-насосом. Был предложен также способ создания вакуума замещением воздуха паром, конденсирующимся при рабочей температуре на внутренней стенке двуокисью углерода в сосудах для жидкого кислорода [1], четыреххлористым углеродом в термосах [2]. Достоинством этого способа является исключение длительного процесса вакуумирова-ния. Кроме того, в некоторых случаях аппаратура для жидкого кислорода (например, трубопроводы для перелива) не используется в течение длительного времени и находится в теплом состоянии. При этом давление в слое изоляции будет равно атмос-ферно му и возможное натекание воздуха значительно уменьшается, что улучшает условия эксплуатации. [c.84]

    Обезжиривание сосудов для жидкого кислорода производится после их изготовления, ремонта и освидетельствования, а также в процессе эксплуатации, если они использовались для жидкого кислорода, содержащего масла более 0,01 мг1дм . При меньшем содержании масла в жидком кислороде емкости не обезжиривают. Если содержание масла превышает 0,01 мг/дм , то сосуд нужно обезжиривать, когда [c.520]

    Алюминиевые порошки предпочитают не применять вследетвие опасности загорания. В случае изоляции сосудов для жидкого кислорода эти порошки не могут быть использованы. Фирма Линде (США) применяет для изоляции емкостей материал С 8-5, представляющий собой смесь аэрогеля с 50% по весу медного порошка. Недостатком медного порошка является сравнительно быстрое окисление его поверхности, ухудшающее отражательную способность порошка. [c.406]

    Чем меньше размеры сосуда, тем больше величина поверхности сосуда, приходяш,ейся на единицу объема. Поэтому при уменьшении емкости сосуда повышаются требования к качеству изоляции. Небольшие сосуды для жидкого кислорода емкостью до нескольких десятков литров снабжаются, как правило, вакуумной изоляцией. Они изготовляются обычно из меди, имеюш,ей малую степень черПоты. Вакуумно-порошковая изоляция позволяет заменить медь другими металлами, в частности алюминием и его сплавами. Однако для того чтобы эта изоляция не уступала вакуумной при принятом в сосудах Дьюара расстоянии между стенками 10— 15 мм, ее коэффициент теплопроводности не должен превышать 0,0004 ккал/м-ч-град. Такому условию удовлетворяют вакуумно-много-слойная и экранированная вакуумно-порошковая изоляция, которые и могут быть рекомендованы для применения в рассматриваемом случае. [c.411]

Получение кислорода Издание 4 (1965) — [

c.520

]

получение кислорода Издание 4 (1965) — [

c.520

]

Источник

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.

Читайте также:  Налить воду в сосуд до краев

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]

  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