Kas yra Dewaro kolba? Kokia yra Dewar kolbos struktūra? Maisto termosas – išradimo istorija. Vaizdo įrašas. Dewar laivų pritaikymas Pristatymo kainos

Termosą per ketvirtį amžiaus išrado trys žmonės. 1879 metais fizikas profesorius A. Weinoldas pasiūlė naudoti dvisienį stiklinį indą su vakuumu tarp sienelių, kad būtų išsaugotos skystos dujos. 1890 m. anglų chemikas profesorius Jamesas Dewaras patobulino „Weinhold buteliuką“ sidabruodamas sienas, o tai sumažino šilumos nutekėjimą per sienas. Galiausiai, 1904 m., Berlyno stiklo pūtėjas R. Burgeris į Dewar kolbą pridėjo apsauginį apvalkalą ir pradėjo jį pardavinėti kaip termosą karštai kavai ar sultiniui.

Dewar indas yra rezervuaras „indas inde“, kurio tarpsieninė erdvė užpildyta daugiasluoksne izoliacija (aliuminio folija ADI-M-0.011 ir stiklo popieriumi – stiklo šydu EVTI-7), o oras gamybos metu ištraukiamas į liekamasis slėgis 10 (-4) mmHg Art. Siekiant palaikyti gilų vakuumą, tarpsieninėje erdvėje yra adsorbentas ir vandenilio absorberis. Indo medžiaga – aliuminio lydinys AMts, kurio dėka temperatūra viršutinėje Dewar indo zonoje nepakyla aukščiau minus 170 laipsnių Celsijaus net ir esant 5 kg. (12%) skysto azoto.

Šiuo metu kriogeninė įranga yra komerciškai gaminama ( graikų Kriosas- šalta, genos- gimimo) skirtingų tipų ir markių: pramoniniai Dewar laivai - SDP: SDP-5, SDP-10, SDP-16, SDP-25, SDP-40 ir kt. (skaičius rodo laivo talpą litrais); SD - žemės ūkio: SDS-5, SDS-20, SDS-30, X-30 (Charkovas-30) ir kt.; stacionarios saugyklos – HSZHA, KV-6202, KhB-0,5 (už 500 l.), KhB-0,2 (už 240 l.) ir kt.

Svarbiausia Dewar Vessel charakteristika yra visiško skysto azoto išgaravimo laikotarpis, kuris visiems SDP ir SDS yra 30–35 dienos, o senojo AT-6 tipo induose - iki 20 dienų. Skystojo azoto lakumas nuo SDP-5 iki SDP-40 svyruoja nuo 10 iki 24 g/h (4,8-1,8 % per dieną!), SDS-20, SDS-35, SDS-50 atitinkamai 10,12, 14 g /val.

Naujos kartos Dewar laivai „SDS-35M“ ir SDS-6M – turi pažangesnę daugiasluoksnę šilumos izoliaciją ir aukštą vakuumą; vidinis ir išorinis aliuminio lydinio sluoksniai yra sujungti stiklo pluošto kakleliu, o skysto azoto visiško išgaravimo laikas siekia atitinkamai 300 ir 48 dienas, o skysto azoto išgaravimas yra 3,9 ir 4,6 g/val. (Žr. pav. Dewar laivo diagrama).

Skystas azotas yra bespalvis skystis, savo išvaizda primenantis vandenį. Jo virimo temperatūra -196 °C, savitasis svoris 0,804 kg/l, garavimo šiluma -47,7 kcal/kg. Iš visų kriogeninių skysčių, gaunamų suskystinant atmosferos orą (skystas oras, skystas deguonis -183 °C), skystasis azotas yra mažiausiai pavojingas ir chemiškai inertiškas. Garuodamas virsta azoto dujomis, kurios yra bespalvės, bekvapės, nedegios, savitasis svoris 1,16 kg/m3, molekulinė masė 28; atmosferos ore jo yra 79%. Ilgai įkvėpus oro, kuriame yra daug azoto (deguonies kiekis sumažėja mažiau nei 16%), žmogui skauda galvą, o esant didelei azoto koncentracijai (pavyzdžiui, pilant azotą iš nukritusios Dewar kolbos), atsiranda alpimo būsena. . Todėl patalpose, kuriose jie dirba su skystu azotu, turi būti priverstinė ventiliacija. Taške Dewar indai laikomi manieže, specialiai aptvertoje vietoje ar laboratorijoje, tokiu atstumu nuo lango ar durų, kad juos pasiektų skysto azoto užpildymo žarna.

Kritimo, smūgio ar staigaus smūgio atveju gali sutrikti vidinių ir išorinių indų ryšys, nes jie jungiasi tik kaklo srityje, o kartu prarandamas vakuumas, todėl transportuojant , būtina saugiai pritvirtinti Dewar Vessel transporto priemonės kėbule. Pirmasis vakuumo praradimo požymis yra apledėjimas, šerkšno atsiradimas - „sniego kailio“ susidarymas „Dewar Vessel“ korpuso kaklelio srityje; skystis išgaruoja labai greitai. Griežtai draudžiama palikti tokius Dewar indus patalpoje, kurioje gali būti šildyti žmonės, nes padidėjus slėgiui tarpsieninėje erdvėje gali įvykti sprogimas. Dewar kolbos, praradusios vakuumą, mažiausiai tris dienas kaitinamos izoliuotoje patalpoje, o tada siunčiamos gamintojui taisyti.

Dewar Vessels veikimo ypatumai yra tai, kad operatorius turi reguliariai nustatyti skysto azoto lygį juose. Pirmasis matavimas atliekamas praėjus savaitei po papildymo, antrasis – praėjus savaitei po pirmojo. Matavimo rezultatai įrašomi į žurnalą. Jei naudojate įprastinius Dewars, būtina atlikti trečią matavimą trečią savaitę po papildymo, taip pat būtina užregistruoti aplinkos temperatūrą ir kiek kartų Dewar atidarytas. Skysto azoto lygį galima nustatyti specialiu metaliniu zondu – matavimo liniuote: jis nuleidžiamas į Dewar Indą iki dugno ir palaikomas 15-20 sekundžių, pašalinamas – užšalusi zona parodys azoto kiekį Dewar. Laivas.

1879 metais vokiečių fiziką A. Weinhold suglumino grynai mokslinė problema: kaip laikyti skystą ar net kietą vandenilį laboratorijose, kurių lydymosi temperatūra siekia –259,2 °C. Reikėjo indo, kuris išlaikytų tokią žemą temperatūrą net ir šiltoje patalpoje. Buvo rastas sprendimas. Mokslininkas sugalvojo sujungti du plonasienius stiklinius indus, sudėti vieną į kitą, hermetiškai sulituoti kakliukus ir išpumpuoti orą iš tarpo tarp jų. Taigi, vakuumas palaikė vidinės talpyklos temperatūrą, neleisdamas jai įkaisti ar atvėsti (tas pats principas galioja ir įprastiems langų stiklinimas). Būdamas ir patyręs stiklo pūtėjas, fizikas nesunkiai aprašė rezultatą savo knygoje „Fizikos demonstraciniai eksperimentai“, kukliai pavadinęs išradimą „Weinholdo buteliu“. Po kelerių metų jo kolega škotas Jamesas Dewaras patobulino gaminį sidabrindamas vidines indo sieneles, kad geriau išlaikytų temperatūrą. Ir "butelis" virsta "Dewar kolba".

Tačiau patobulinimai tuo nesibaigė. vokiečių kalba stiklo pūtėjas Burgeris, ilgą laiką gaminęs kolbas laboratorijoms, pažymėjo, kad Dewar kolba gali būti naudinga ne tik moksle, bet ir kasdieniame gyvenime.

1903 m. Burgeris šiek tiek modifikavo Scotsman vakuuminį indą, įdėdamas trapų stiklą į metalinį apvalkalą, suteikdamas jam funkcinį puodelio dangtelį, o pirmasis iš trijų kūrėjų sumanė patentuoti išradimą. Netrukus buvo paskelbtas geriausio vardo konkursas naujų daiktų. Vokiečiai aktyviai siūlė įvairius įmantrius laivo pavadinimus. Tačiau nugalėtoju tapo Miuncheno gyventojas, prisiminęs graikišką žodį therme (karštas). Taigi terminis indas, kaip ir jį gaminusi įmonė rado tavo vardą. 1904 m. Vokietijos įmonė THERMOS GMBH pradėjo serijinę Dewar laivų, nuo to laiko vadinamų tik termosais, gamybą.

Natūralu, kad termoso kūrėjas Jamesas Dewaras bandė įrodyti teises į išradimą, kuris tuo metu jau nešdavo rimtas pajamas. Deja, mokslininkas niekada nepasiekė teisingumo; Reinholdas Burgeris liko vienintelis kūrėjas, įvardytas patente.

Nuo to laiko praėjo daugiau nei šimtas metų. Dabar galite rinktis bet kokios talpos ir spalvos termosą metaliniame, plastikiniame ir net stikliniame dėkle. Ir, pavyzdžiui, sovietiniais laikais beveik kiekvienoje šeimoje buvo didelis alavo termosas, raudonas arba mėlynas, papuoštas gėlėmis arba kylančios saulės atvaizdas. Ryškus ir blizgus, sovietinėje virtuvėje buvo matomas kaip baldas. Vokiški termosai Sąjungos nepasiekė, bet kinišką atitikmenį nusipirkti buvo nesunku. Dauguma į šalį atvežtų termosų buvo pagaminti Pekino Oleno gamykloje. Tiesą sakant, užsienio įmonių pavadinimai dažniausiai yra transkribuojami, o ne verčiami, tačiau „Olen“ nusprendė palikti savuosius šešėlyje. kinų pavadinimą, į Vakarų rinką patekęs kaip Bejiing Deer (Pekino elnias). Taip į mūsų gyvenimą įėjo alavinis kinietis vokišku vardu.

Apskritai termoso dizainas nepasikeitė nuo tų laikų, išskyrus nedidelę, bet labai svarbią detalę – kamštį. Jis, skirtingai nei viršutinis puodelio dangtelis, nenusisuko. Faktas yra tas, kad kiniško termoso vidinis indas buvo sudarytas iš stiklo ir neturėjo siūlų. Taigi, buvo naudojamas tik kištukas, dažniausiai medinis. Natūralu, kad tokio indo nebuvo galima apversti, o tai ne visada įmanoma gamtoje arba ilgose kelionėse.

Dabar yra daugybė termosų prekių ženklų ir rūšių: maistui, gėrimams, terminiams puodeliams. Žodžiu, progresas nestovi vietoje. Tačiau daugeliui tai ne tik objektas, o šiltas malonių įvykių priminimas: išvyka į gamtą su draugais, ilga kelionė ar žiemos pasivaikščiojimas.

Video Kas yra termosas?

Dėl savo poreikių ne visi turi idėją apie jų struktūrą. Dabar mes jums pasakysime, kaip sukurta ši talpykla ir kodėl kriogeniniai skysčiai išlaiko savo savybes jame.

Šiuolaikinio laivo prototipas

Pirmasis bakas kriogeniniams skysčiams laikyti buvo išrastas XIX amžiaus pabaigoje Vokietijoje. Tada tai buvo stiklinė dėžė su dvigubomis sienelėmis, tarp kurių buvo sukurtas vakuumas. Škotijos mokslininkas J. Dewaras modifikavo išradimą, suteikdamas jam kolbos siauru kakleliu formą.

Toks dizainas pasirinktas neatsitiktinai – siauras kaklelis neleidžia greitai išgaruoti kriogeniniams skysčiams, o tarpsieninėje erdvėje esantis vakuumas padeda palaikyti nurodytą medžiagų temperatūrą. Sienos iš vidaus buvo padengtos sidabru, o tai suteikė papildomą šilumos izoliaciją. Atsiradus naujoms technologijoms, dizainas buvo tobulinamas, kol gavome produktą, kurį naudojame dabar.

Šiuolaikinių Dewar kolbų dizainas

Šiuolaikiniai gaminiai, prie kurių esame įpratę, šiek tiek skiriasi nuo savo pirmtakų. Nors pirmosios Dewar kolbos buvo pagamintos iš stiklo, dabar jos gaminamos iš aliuminio arba nerūdijančio plieno. Stiprumas ir svoris vaidina svarbų vaidmenį renkantis medžiagą.

Pagrindiniai Dewar kolbos komponentai:

išorinis ir vidinis indas;
kaklas;
dangtis;
adsorbentas tarpsieninei erdvei.

Išoriniai ir vidiniai indai yra sujungti kakle. Iš tarpo tarp jų išpumpuojamas oras iki 10–2 Pa slėgio (susidaro vakuumas). Vidinio indo sienelės iš išorės yra padengtos adsorbuojančia medžiaga. Tai buvo padaryta siekiant pašalinti likusias dujas iš vakuuminės erdvės.

Kaklas jungia abi indo dalis. Priklausomai nuo modelio, kaklas gali būti siauras arba gana platus (iki 210 mm skersmens). Jis pagamintas iš sustiprinto plastiko; siekiant sumažinti gamybos sąnaudas, galima naudoti nerūdijantį plieną.

Indo dangtelis leidžia sandariai (bet ne hermetiškai) uždaryti kaklą. Prie jo papildomai pritvirtintas putplasčio cilindras, kuris jį uždaro ir padeda pašalinti skysto azoto perteklių. Atsisakyta indo sienelių sidabravimo, pakeista poliravimu.

Jei ieškote aukštomis techninėmis charakteristikomis pasižyminčių Dewar kolbų, rekomenduojame jas užsisakyti mūsų parduotuvėje. Visoms prekėms suteikiama garantija, o didelis prekių pasirinkimas leis išsirinkti geriausią variantą.

Kriogeninė technologija – tai speciali įranga, leidžianti gaminti, ilgai saugoti ir transportuoti įvairias dujas. Tuo pačiu metu vienas iš pagrindinių šios įrangos komponentų laikomas Dewar laivu.

Kas tai yra?

Šis daiktas yra specialaus tipo indas, reikalingas įvairioms medžiagoms laikyti, kurio temperatūra skiriasi nuo išperkamosios terpės temperatūros (žemesnė arba aukštesnė). Būtent tokių indų pagalba galima medžiagas ilgai laikyti reikiamoje temperatūroje. Apskritai Dewar kolba veikia kaip pažįstamas buitinis termosas.

Dewar laivo konstrukcija

Siekiant užtikrinti žemą šilumos laidumą, Dewar indas gaminamas naudojant specialią technologiją. Jį sudaro 2 rezervuarai:

išorinis;
vidinis.

Abu šie konteineriai pagaminti iš karščiui atsparaus aliuminio, tačiau kai kuriais atvejais pagrindinė medžiaga gali būti nerūdijantis plienas. Tarp tankų yra džemperiai. Jie turi būti ir ploni, ir pakankamai stiprūs. Nerūdijantis plienas gali suteikti tokias savybes, tačiau pastaruoju metu jį vis dažniau pakeičia specializuotas patvarus plastikas. Yra ir kitų funkcijų, kurios gali padidinti Dewar indo naudojimo efektą.

Išorinis bakas yra padengtas absorbentu. Ši papildoma apsauga leidžia efektyviai sugerti dujas, kurias medžiaga išskiria iš indų vidaus.

Šilumos izoliacijos sluoksnis ant išorinio indo leidžia sumažinti šilumos laidumą iki minimumo.

Vidinis indas taip pat yra specialiai paruošiamas – jis kruopščiai poliruojamas, kad būtų tobulas lygumas. Kad neprasidėtų konvekcinis procesas, ant dangčio sumontuotas putplasčio cilindras.

Dewar tankai

Dewar kolbų kūrimas turėjo didelės įtakos įvairių medžiagų, įskaitant skystąjį azotą, saugojimui ir transportavimui. Didelės talpyklos, vadinamos „cisternomis“, leidžia laikyti ir transportuoti didelius kiekius medžiagų. Jie gali būti skirtingo tūrio, iki 50 litrų. Priklausomai nuo naudojimo paskirties, galite rinktis arba labai mažą, arba didelę baką.

Išskirtinė šio indo savybė – itin patvarios sienelės ir rankenos, kurias lengva nešiotis. Cisternų transportavimas rankenomis yra kuo patogesnis ir saugesnis, net ir atsižvelgiant į žemą gabenamos medžiagos temperatūrą – nėra pavojaus nudeginti rankas.

Dewar laivų taikymo sritys

Plačiai paplito cisternos, leidžiančios laikyti ir transportuoti medžiagas žemoje temperatūroje. Tai ypač pasakytina apie skysto azoto transportavimą ir laikymą. Taigi, galite nusipirkti Dewar kolbą, skirtą visiškai skirtingoms reikmėms.

Vaistas. Skystas azotas buvo pritaikytas neurochirurgijoje, ginekologijoje, otorinolaringologijoje, neurochirurgijoje, chirurgijoje ir kitose srityse. Jo pagalba pašalinami piktybiniai ir gerybiniai navikai bei įvairūs patologiniai audiniai. Tuo pačiu procedūra greita ir neskausminga, po jos nelieka randų.
Kosmetologija. Šia kryptimi azotas įgijo ne mažiau populiarumo. Su jo pagalba galima atsikratyti papilomų ir karpų. Kriomasažas atliekamas su azotu, todėl oda įgauna sveiką spalvą, glotnumą ir jaunystę. Kriosauna yra dar viena vieta, kur tiesiog neapsieisite be Dewar kolbos. Vos per 2-3 minutes būdamas kabinoje su skystu azotu žmogus gali pradėti efektyviai mesti svorį, atjaunėti, pagerinti odos būklę.
Veterinarinė medicina. Dewar tankai šioje teritorijoje gali tarnauti kaip konteineris biomedžiagoms gabenti (naudojamas dirbtiniam gyvūnų apvaisinimui).
Laboratorijos. Skystas azotas naudojamas mokslo įmonėse ir laboratorijose. Be to, toks indas būtinas norint išsaugoti daugybę medžiagų tam tikroje temperatūroje.
Mechaninė inžinerija ir pramonė. Gana dažnai azotas naudojamas norint padidinti metalinių dalių stiprumą.
Maisto gaminimas. Molekulinė virtuvė... Dėl šių fiziniu ir cheminiu procesu paremtų kulinarinių malonumų teks įsigyti ir Dewar kolbų. Cheminės reakcijos vyksta dalyvaujant skystam azotui. Tradicine maisto ruošimo kryptimi dirbantiems restoranams naudingas ir azotas. Tai padeda akimirksniu atvėsti maistą.
Pramogos. Dewar tankai yra tai, be ko neįmanoma daugybė pramoginių šou vaikams ir suaugusiems.

Atsižvelgdami į visa tai, kas išdėstyta pirmiau, galime daryti išvadą: kriogeninė įranga, tokia kaip Dewar kolba, yra plačiai paplitusi daugelyje pramonės ir mokslo šakų. Be to, jo paklausa nuolat auga.

Dewar kolba yra šiuolaikinių termosų senelis. Šiandien nekyla problemų dėl reikalingų produktų ilgalaikio išsaugojimo tam tikroje temperatūroje. Tokio indo išradimo priežastis buvo ta, kad fizikai neturėjo galimybės kurį laiką išsaugoti dujų skystoje būsenoje. Dewar kolba skystam azotui buvo būtent išradimas, kuris sėkmingai išsprendė problemą. Ir, kaip visada atsitinka, mokslinio darbo radinys buvo pritaikytas kasdieniame gyvenime.

Istorija

Vadinamoji Dewar kolba datuojama 1881 m. Vokiečių mokslininkas Adolfas Ferdinandas Weinholdas sukūrė patį pirmąjį konteinerį, kuris buvo naudojamas suskystintoms dujoms laikyti.

Tai buvo stiklinė dėžė su dvigubomis sienelėmis. Ypatinga dizaino ypatybė buvo tai, kad oras buvo išpumpuojamas iš tarpsienio erdvės. Tokiame inde būtų galima laikyti skystą deguonį. Išradėjas indą pavadino „Weinhold buteliu“.

1892 m. škotų chemikas ir fizikas seras Jamesas Dewaras šiek tiek patobulino A. F. Weinholdo dizainą. Stiklinė dėžutė pakeitė formą ir tapo kolba siauru kakleliu, o tai žymiai sumažino skysčio išgaravimą. Be to, pagal Dewaro nurodymus tarpinė erdvė buvo pasidabruota. Pirmą kartą buvo gautas ir saugomas ne tik skystas, bet ir kietas vandenilis.

Pirmoji demonstracija įvyko viešoje paskaitoje 1893 m. sausio mėn., o masinė laivų gamyba prasidėjo 1904 m. Thermos GmbH (Vokietija) buvo įkurta termosų gamybai ir ėmėsi išradimo įgyvendinti komerciniais tikslais.

Veikimo principas

Kaip veikia Dewar kolba? Prietaiso dizainas stebina savo išradingu paprastumu: stiklinė arba metalinė kolba su dvigubomis sienelėmis, tarp kurių ištraukiamas oras. Ši sistema žymiai sumažina sienų šilumos laidumą.

Likęs labai mažas oro molekulių kiekis perkelia aplinkos temperatūrą į Dewar kolbos turinį. Šis liekamasis šilumos laidumas išprovokuoja nuolatinį ir laipsnišką skystųjų dujų išgaravimą.

Tai savo ruožtu padidina slėgį talpyklos viduje. Kad būtų išvengta neišvengiamo sprogimo, įrenginyje yra apsauginis vožtuvas arba jis nėra sandariai uždarytas. Laisvai uždarytas kamštis mažai veikia skysto azoto išgaravimą. Šilumos perdavimas iš apačios į viršų vyksta lėtai, o angos plotas inde yra nereikšmingas.

Taigi dujos palaipsniui išsiskiria. Medžiagos nuostoliai yra nežymūs, pavyzdžiui, vienas kilogramas skysto oro per 10 laikymo dienų neteks tik 4 gramus.

Šis prietaisas leidžia ilgą laiką laikyti ir transportuoti dujas skystoje būsenoje, o tai labai svarbu šiuolaikinei pramonei.

Modeliai

Daugelyje pramonės šakų Dewar kolbos naudojamos įvairiems tikslams. Yra keli modeliai:

X, XT, LD serijos - aliuminio, stiklo pluošto kaklelis, naudojamas skysto azoto ir biomedžiagų transportavimui ir saugojimui;
serija SK, SDP - su stiklo pluošto kakleliu, pagamintas iš aliuminio, naudojamas transportuoti ir laikyti nedidelius skysto azoto kiekius;
SDS serija - aliuminis, stiklo pluošto kaklelis, naudojamas biomedžiagų transportavimui ir saugojimui;
vertikalus (tūris 28-660 litrų) - pagamintas iš nerūdijančio plieno, naudojamas azoto oksido, skysto azoto, anglies dioksido, argono, deguonies transportavimui ir laikymui;
horizontalus – pagamintas iš nerūdijančio plieno, naudojamas skystam azotui laikyti.

Be to, įsisavinta didžiulių geležinkelio ir kelių cisternų gamyba. Taip pat yra specialiai įrengti laivai, gabenantys didelius kiekius suskystintųjų dujų.

Taikymas

Dewar kolbos yra plačiai naudojamos šiuolaikinėje pramonėje. Dažniausiai prietaisas naudojamas:

kasdieniame gyvenime - ilgalaikiam gėrimų, maisto (termosų) laikymui;
pramonėje, laboratorijose - skysto azoto ir kitų krioskysčių konservavimui;
veterinarijoje ir medicinoje - biologinei medžiagai saugoti;
geofizikoje - darbui karštuose šuliniuose (kristalai ir elektroniniai komponentai dedami į indą).

Kaina

Šiuo metu rinkoje siūloma daug įvairių markių ir tipų termosų. Maistui ar skysčiams (arbatai, kavai) naudojami smulkūs buities gaminiai. Kaina, priklausomai nuo gamintojo apimties, medžiagos ir prekės ženklo, gali svyruoti nuo 5 USD iki 50 USD.

Tų laivų, kurie naudojami pramoniniu mastu ir vadinami Dewar laivais, kaina yra eilės tvarka didesnė. Kainą lemia atliktų darbų apimtis ir kokybė. Geras, didelio tūrio įrenginys gali kainuoti kelis šimtus dolerių:

modelis X-40SP (Charkov Transport Equipment Plant, Ukraina) - 650 USD;
modelis L2050 (Cryo Diffusion, Prancūzija) – 1050 USD;
modelis XT-3 (Taylor-Wharton, Slovakija) – 220 USD.

Cisternos, kelių ar geležinkelių, skirtos kriogeniniams skysčiams gabenti, kainuoja dešimtis tūkstančių dolerių.