Принцип действия и применение сосуда Дьюара

Хранение и транспортировка сжиженных газов — процессы, которые требуют особенного оборудования. Сосуд Дьюара позволяет практически без потерь выполнять и то и другое. Чаще всего он используется для жидкого азота. Расскажем подробнее о таких сосудах и сферах их применения.

История создания

Работу над емкостью для сжиженных газов проводили еще в конце XIX века. Тогда это был стеклянный ящик, а в полости между двумя его стенками был вакуум. Усовершенствовав эту конструкцию, шотландец Д. Дьюар создал двустенную колбу с зауженным горлышком. Серебрение межстеночного пространства позволило получить отражающее покрытие, а значит, сократить потери на излучение. С тех пор прошло более ста лет, в течение которых в строение сосуда вносили различные изменения.

Современный сосуд Дьюара

Теперь это два резервуара из нержавеющей стали или алюминия, один из которых размещен в другом. Между ними расположены надежные перемычки из пластика или нержавейки.

Внутренние поверхности уже не серебрят, а очень тщательно полируют. Малую емкость покрывают теплоизоляционным слоем.

Горловина, соединяющая резервуары, чаще всего тоже выполнена из нержавеющей стали, но иногда ее заменяют армированным пластиком. Давление в вакуумной полости между емкостями доводят до 10^-2 Па через специальную трубку.

Постоянная температура жидкости внутри такого сосуда поддерживается пассивным способом, благодаря высокой теплоизоляции. Это дает большое преимущество по сравнению с термо- или криостатами.

Для жидкого азота

Широкое применение азота требует использования тары различного объема. Очень распространены цистерны объемом 50 л. Для них характерны упрочненные стенки, а также особые ручки, которые позволяют безопасно и удобно перемещать емкость даже при отрицательных температурах содержимого.

Для гелия

Этот газ характеризуется очень низкой температурой испарения. Поэтому гелиевые сосуды теплоизолируют дополнительно.

Классическую модель сосуда Дьюара дополняют медными тепловыми экранами. Их охлаждают жидким азотом, заполняя им отдельную полость.

Отдельное внимание уделяют положению сосудов с гелием в пространстве. Они должны располагаться строго вертикально — наклон недопустим.

Где используют сосуды Дьюара

Основное направление использования — транспортировка жидкого азота. Этот газ, в том или ином агрегатном состоянии, используется:

• в медицине для различных хирургических манипуляций;
• в косметологии;
• в различных технологических процессах на производстве для обработки металлических изделий;
• в пищевой промышленности для охлаждения продуктов.

Популярное применение в быту — это всем известные термосы для хранения продуктов питания или напитков.

Источник: https://tantal-d.ru/spravochnaya-informaciya/sosud-dyuara-ustrojstvo-princip-dejstviya-primenenie/