Dewar fartøj

Dewar  -beholder - et kar designet til langtidsopbevaring af stoffer ved forhøjede eller lave temperaturer. Inden det placeres i Dewar-beholderen, skal stoffet opvarmes eller afkøles. En konstant temperatur holdes ved passive metoder, gennem god varmeisolering og/eller processer i det lagrede stof (f.eks. kogning ). Dette er hovedforskellen mellem Dewar-beholderen og termostater og kryostater .

Opfindelseshistorie

Den første beholder til opbevaring af flydende gasser blev udviklet i 1881 af den tyske fysiker A.F. Weinhold . Det var en dobbeltvægget glaskasse med luft evakueret fra rummet mellem væggene og blev brugt af fysikerne K. Olszewski og S. Vrublevsky til at opbevare flydende ilt [1] [2] .

Den skotske fysiker og kemiker Sir James Dewar forbedrede Weinhold-glasboksen i 1892 og forvandlede den til en smalhalset dobbeltvægget kolbe for at reducere væskefordampning. Mellemrummet mellem væggene er sølvbelagt, og luften pumpes ud af det. Dewar demonstrerede første gang sit fartøj for et publikum ved et offentligt foredrag den 20. januar 1893 [3] . Dewar hang hele denne skrøbelige struktur på fjedre i et metalhus. Takket være sin udvikling var Dewar den første til at opnå og bevare flydende ( 1898 ) [4] og forsøgte endda at opnå fast ( 1899 ) brint [5] .

De første Dewars til kommerciel brug blev produceret i 1904, da det tyske termokandefirma Thermos  GmbH blev grundlagt .

Enhed

Den originale Dewar-kolbe var en dobbeltvægget glaskolbe med luft evakueret fra rummet mellem dem . For at reducere varmetabet gennem stråling blev begge indvendige overflader af pæren dækket med et reflekterende lag. Dewar brugte sølv som reflekterende belægning . Et lignende design bruges også i moderne billige husholdningstermoser.

Moderne designs

Moderne Dewar-fartøjer er konstrueret noget anderledes. De indre og ydre kar er lavet af aluminium eller rustfrit stål . Materialets varmeledningsevne er ikke vigtig, men styrke og vægt spiller en stor rolle. Halsen forbinder de indre og ydre kar. I dewars med et volumen på op til 50 l er det indre kar kun fastgjort til halsen, og det oplever store mekaniske belastninger. Det har også høje krav til varmeledningsevne. Det vil sige, at halsen skal være stærk, men tynd. I almindelige fartøjer er halsen lavet af rustfrit stål. I højkvalitets Dewar-kolber er halsen lavet af slidstærkt forstærket plastik. Dette rejser problemet med vakuumtæt fastgørelse af metal og plast. Udenfor er den indre beholder dækket af en adsorbent , som, når den er afkølet, absorberer restgasser fra vakuumhulrummet. For at reducere varmetabet er den indre beholder dækket med yderligere varmeisolering. For at reducere konvektionsvarmeoverførslen er en skumcylinder fastgjort til Dewar-låget, som ikke forsegler halsen tæt. Vakuumhulrummet pumpes ud til et tryk på 10 −2 Pa. Forsølvning af indvendige overflader blev opgivet og erstattet med polering.

Moderne Dewar-kolber har lave fordampningstab: fra 1,5 % pr. dag for store beholdere til 5 % pr. dag for små volumener.

Helium Dewar kolber

Helium har en meget lille fordampningsvarme . Derfor, for at reducere varmetabet i helium dewars, bruges varmeskjolde afkølet af flydende nitrogen . Skærme er lavet af materialer, der leder varme godt ( kobber ). Sådan et Dewar-fartøj har to halse: til flydende nitrogen og helium . Heliumhalsen er udstyret med specielle beslag til gasudledning, tilslutning af sifon , trykmåler , ventil . Helium dewar må ikke vippes og skal altid være i lodret position.

Med udviklingen af ​​teknologien til flerlags skærm-vakuum termisk isolering dukkede forslag til helium Dewar-beholdere op på markedet, som ikke bruger flydende nitrogenkøling. Ifølge producenterne er fordampningstabet i sådanne Dewars 1% om dagen for beholdere på 100 liter.

Formål og anvendelse

Se også

Noter

  1. Hold varm og kold: Thermos, Popular Mechanics - 2005, nr. 3. . Hentet 26. august 2009. Arkiveret fra originalen 30. juli 2009.
  2. A. VASILYEV, Universities of Poland, QUANT, 2005, nr. 4
  3. K. Mendelssohn. På vej mod det absolutte nulpunkt . — Ripol Classic. - S. 52. - ISBN 9785458327268 . Arkiveret 21. januar 2015 på Wayback Machine
  4. Classic Kit: Dewar's flask, Chemistry World, august 2008, bind 5, nr. 8 . Hentet 26. august 2009. Arkiveret fra originalen 15. oktober 2012.
  5. Annales de chimie et de physique . Hentet 11. december 2010. Arkiveret fra originalen 28. juli 2018.

Kilder

Links