Το 1879, ο Γερμανός φυσικός A. Weinhold μπερδεύτηκε με ένα καθαρά επιστημονικό πρόβλημα: πώς να αποθηκεύεται υγρό ή ακόμα και στερεό υδρογόνο σε εργαστήρια με σημείο τήξης έως και -259,2 °C. Χρειαζόταν ένα δοχείο που θα διατηρούσε τόσο χαμηλή θερμοκρασία ακόμα και σε ένα ζεστό δωμάτιο. Βρέθηκε λύση. Ο επιστήμονας σκέφτηκε να συνδέσει δύο γυάλινα δοχεία με λεπτά τοιχώματα, να τοποθετήσει το ένα μέσα στο άλλο, να κολλήσει ερμητικά τους λαιμούς και να αντλήσει τον αέρα από το μεταξύ τους χώρο. Έτσι, το κενό διατήρησε τη θερμοκρασία του εσωτερικού δοχείου, χωρίς να το αφήνει να ζεσταθεί ή να κρυώσει (η ίδια αρχή ισχύει και για τα συμβατικά τζάμια παραθύρων). Όντας επίσης έμπειρος φυσητήρας γυαλιού, ο φυσικός περιέγραψε εύκολα το αποτέλεσμα λεπτομερώς στο βιβλίο του «Πειράματα επίδειξης στη Φυσική», αποκαλώντας σεμνά την εφεύρεση «το μπουκάλι του Weinhold». Λίγα χρόνια αργότερα, ο Σκωτσέζος συνάδελφός του Τζέιμς Ντιούαρ βελτίωσε το προϊόν ασημιώνοντας τα εσωτερικά τοιχώματα του δοχείου για να διατηρήσει καλύτερα τη θερμοκρασία. Και το «μπουκάλι» μετατρέπεται σε «φιάλη Dewar».
Όμως οι βελτιώσεις δεν σταμάτησαν εκεί. ΓερμανόςΟ υαλοφυσητής Burger, ο οποίος παρήγαγε φιάλες για εργαστήρια για μεγάλο χρονικό διάστημα, σημείωσε ότι η φιάλη Dewar θα μπορούσε να είναι χρήσιμη όχι μόνο στην επιστήμη, αλλά και στην καθημερινή ζωή.
Το 1903, ο Burger τροποποίησε ελαφρώς το δοχείο κενού του Scotsman, βάζοντας το εύθραυστο γυαλί σε ένα μεταλλικό κέλυφος, παρέχοντάς του ένα λειτουργικό καπάκι κυπέλλου, και ο πρώτος από τους τρεις προγραμματιστές σκέφτηκε να κατοχυρώσει την εφεύρεση με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Σύντομα προκηρύχθηκε διαγωνισμός για το καλύτερο όνομα για νέα αντικείμενα. Οι Γερμανοί πρότειναν ενεργά διάφορα περίπλοκα ονόματα για το σκάφος. Ωστόσο, ο νικητής ήταν ένας κάτοικος του Μονάχου, ο οποίος θυμόταν την ελληνική λέξη therme (καυτή). Ένα θερμικό δοχείο λοιπόν, όπως ακριβώς και η εταιρεία που το παρήγαγε βρήκε το όνομά σου. Το 1904, η γερμανική εταιρεία THERMOS GMBH ξεκίνησε τη σειριακή παραγωγή σκαφών Dewar, από εκείνη τη στιγμή και μετά τα οποία αναφέρονται μόνο ως θερμοί.
Φυσικά, ο δημιουργός του θερμός, ο James Dewar, προσπάθησε να αποδείξει τα δικαιώματα της εφεύρεσης, η οποία μέχρι εκείνη την εποχή αποφέρει ήδη σοβαρό εισόδημα. Δυστυχώς, ο επιστήμονας δεν πέτυχε ποτέ δικαιοσύνη· ο Reinhold Burger παρέμεινε ο μόνος προγραμματιστής που κατονομαζόταν στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.
Έχουν περάσει περισσότερα από εκατό χρόνια από τότε. Τώρα μπορείτε να επιλέξετε ένα θερμός οποιασδήποτε χωρητικότητας και χρώματος, σε μεταλλική, πλαστική ακόμα και γυάλινη θήκη. Και, για παράδειγμα, στη σοβιετική εποχή, σχεδόν σε κάθε οικογένειαυπήρχε ένα μεγάλο θερμός από κασσίτερο, κόκκινο ή μπλε, διακοσμημένο με λουλούδιαή μια εικόνα του ανατέλλοντος ηλίου. Φωτεινό και λαμπερό, στη σοβιετική κουζίνα ήταν σε κοινή θέα ως έπιπλο. Τα γερμανικά θερμός δεν έφτασαν στην Ένωση, αλλά ήταν εύκολο να αγοράσει κανείς ένα κινεζικό αντίστοιχο. Τα περισσότερα από τα θερμό που εισήχθησαν στη χώρα παράγονταν στο εργοστάσιο του Beijing Olen. Στην πραγματικότητα, τα ονόματα ξένων εταιρειών συνήθως μεταγράφονται αντί να μεταφράζονται, αλλά η «Olen» αποφάσισε να αφήσει τη δική της στη σκιά κινέζικαόνομα, που εισέρχεται στη δυτική αγορά ως Bejiing Deer (ελάφι του Πεκίνου). Έτσι μπήκε στη ζωή μας ένας τσίγκινος Κινέζος με γερμανικό όνομα.
Σε γενικές γραμμές, ο σχεδιασμός του θερμός δεν έχει αλλάξει από τότε, με εξαίρεση μια μικρή αλλά πολύ σημαντική λεπτομέρεια - το πώμα. Σε αντίθεση με το επάνω καπάκι του φλιτζανιού, δεν βίδωσε. Το γεγονός είναι ότι το εσωτερικό δοχείο του κινέζικου θερμός αποτελούνταν από γυαλί και δεν είχε νήμα. Έτσι, χρησιμοποιήθηκε μόνο ένα καπάκι βύσματος, συνήθως ξύλινο. Φυσικά, ένα τέτοιο σκάφος δεν μπορούσε να ανατραπεί, κάτι που δεν είναι πάντα δυνατό στη φύση ή σε μακρινά ταξίδια.
Τώρα υπάρχει μια τεράστια ποικιλία από μάρκες και ποικιλίες θερμοσωμάτων: για φαγητό, ποτά, θερμικές κούπες. Με μια λέξη, η πρόοδος δεν σταματά. Ωστόσο, για πολλούς δεν είναι απλώς ένα αντικείμενο, αλλά μια ζεστή υπενθύμιση ευχάριστων γεγονότων: ένα ταξίδι στη φύση με φίλους, ένα μεγάλο ταξίδι ή μια χειμερινή βόλτα.
Βίντεο Τι είναι το θερμός;
Ο Τζέιμς Ντιούαρ (1842-1923) ήταν Σκωτσέζος φυσικός και χημικός που έζησε στο Λονδίνο. Κατά τη διάρκεια της ζωής του, κατάφερε να κερδίσει πολλά βραβεία και μετάλλια, να κάνει έναν απίστευτο αριθμό ανακαλύψεων, πολλές από τις οποίες έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη των ακριβών επιστημών. Μεταξύ των επιτευγμάτων του στη φυσική, αξιοσημείωτη είναι η συνεισφορά του στη μελέτη της διατήρησης της θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας μια συσκευή που δημιούργησε ονόματι «φιάλη Dewar». Αυτή η μονάδα έχει σχεδιαστεί για την αποθήκευση διαφόρων ουσιών σε υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες.
Ιστορία της δημιουργίας
Η φιάλη Dewar είναι μια εκσυγχρονισμένη έκδοση μιας συσκευής που αναπτύχθηκε από τον Γερμανό επιστήμονα Weinhold. Ωστόσο, έχει σημαντικές διαφορές. Η εφεύρεση του Weinhold πήρε τη μορφή ενός γυάλινου κουτιού με διπλά τοιχώματα και ο Dewar τροποποίησε σημαντικά αυτό το σχέδιο. Κατ' αναλογία με το κιβώτιο, η συσκευή του ήταν επίσης διπλού τοιχώματος· δημιουργήθηκε κενό μεταξύ των τοιχωμάτων αυτής της συσκευής και επαργυρώθηκαν και για να μειωθεί η εξάτμιση του υγρού, ο λαιμός της συσκευής στένεψε.
Εφαρμογή
Σήμερα, η παραγωγή σκαφών Dewar έχει φτάσει σε βιομηχανική κλίμακα, αφού χρησιμοποιούνται παντού όχι μόνο σε διάφορες βιομηχανίες, αλλά και στην καθημερινή ζωή. Λίγοι γνωρίζουν ότι ένα θερμός είναι επίσης μια φιάλη Dewar. Όσον αφορά τη βιομηχανία, τα δοχεία Dewar χρησιμοποιούνται συχνότερα εδώ για άλλα κρυορευστά. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται επίσης συχνά στην κτηνιατρική και την ιατρική για την αποθήκευση διαφόρων βιολογικών υλικών.
Δεδομένου ότι διαφορετικοί τύποι δοχείων έχουν διαφορετικούς σκοπούς, χρησιμοποιούνται με διαφορετικούς τρόπους, αν και σε όλες τις περιπτώσεις, πριν τοποθετήσετε το περιεχόμενο στο δοχείο, είναι απαραίτητο να το φέρετε στην κατάλληλη θερμοκρασία, δηλαδή θερμότητα ή ψύξη. Η θερμοκρασία της ουσίας που βρίσκεται μέσα στη συσκευή διατηρείται λόγω δύο παραγόντων: της θερμομόνωσης και των διεργασιών που συμβαίνουν μαζί της.
Θερμός
Ο πιο διάσημος και δημοφιλής τύπος σκάφους Dewar είναι το θερμός. Στις αρχές του 20ου αιώνα, ο Reynold Burger τροποποίησε ελαφρώς αυτή τη συσκευή για να την κάνει κατάλληλη για οικιακή χρήση. Η γυάλινη φιάλη τοποθετήθηκε σε μεταλλική θήκη, καθιστώντας την ασφαλέστερη και πιο ανθεκτική, και το βύσμα που ήταν τοποθετημένο στη φιάλη Dewar αντικαταστάθηκε με πώμα και καπάκι.
Αρχικά, ο εφευρέτης περίμενε ότι μια τέτοια συσκευή θα χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση τροφίμων, αλλά ως αποτέλεσμα, το θερμός έγινε δημοφιλές ακριβώς επειδή μπορούσε να διατηρήσει τη θερμοκρασία των ποτών για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα γενέθλια του θερμού μπορούν να θεωρηθούν στις 30 Σεπτεμβρίου 1903, καθώς ήταν αυτή την ημέρα που ο Burger έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεσή του και ξεκίνησε την παραγωγή.
Η ιστορία όμως δεν τελειώνει εκεί. Ο Dewar, ο οποίος έμαθε ότι μια αναβαθμισμένη έκδοση της συσκευής του ήταν εμπορική επιτυχία και βοήθησε τον Burger να βγάλει αξιοπρεπή χρήματα, υπέβαλε μήνυση. Αλλά επειδή η συσκευή του δεν είχε κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, το δικαστήριο δεν ικανοποίησε τους ισχυρισμούς του.
Η φιάλη Dewar, που εφευρέθηκε από έναν Σκωτσέζο επιστήμονα, κέρδισε μεγάλη δημοτικότητα σχεδόν αμέσως μετά τη γέννησή της και δεν την έχει χάσει μέχρι σήμερα. Χρησιμοποιείται ευρέως τόσο στη βιομηχανία όσο και στην καθημερινή ζωή, γεγονός που το καθιστά ένα από τα πιο σημαντικά
Η HVM, μια ιταλική εταιρεία με έδρα το Λιβόρνο, αναπτύσσει και παράγει μια μεγάλη γκάμα κρυογονικών σκαφών Dewar με διαφορετικές πιέσεις λειτουργίας, διαφορετικά συστήματα αφαίρεσης αερίων και υγρών, κατακόρυφα και οριζόντια, χειριστήρια σε παλέτες κ.λπ. για περισσότερα από 20 χρόνια. Τα προϊόντα της εταιρείας χρησιμοποιούνται για αποθήκευση και μεταφορά αερίων σε χαμηλές θερμοκρασίες. Τομείς χρήσης:
- βιομηχανικός
- επιστημονικός
- τροφή
- ιχθυοκαλλιέργεια
- κρυοβιολογία
- κτηνοτροφία
- έλεγχος παρασίτων
Επίσης, η εταιρεία έχει αναπτύξει μονάδες οξυγονοθεραπείας (στάσιμα “OXY-BLU” και συμπαγή “OXY-LIGHT”).
Όλα τα προϊόντα πληρούν τις ευρωπαϊκές απαιτήσεις ADR και TPED (Οδηγία 2010/35/UE). Η Westmedgroup είναι ο επίσημος προμηθευτής κρυογονικών αγγείων στη ρωσική αγορά ιατρικού εξοπλισμού.
Η φιάλη Dewar είναι ένα δοχείο σχεδιασμένο για μακροχρόνια αποθήκευση ουσιών σε υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες. Μια σταθερή θερμοκρασία διατηρείται με παθητικές μεθόδους, λόγω καλής θερμομόνωσης ή/και διεργασιών στην αποθηκευμένη ουσία (για παράδειγμα, βρασμός). Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ ενός δοχείου Dewar και των θερμοστατών και των κρυοστατών.
Το πρώτο δοχείο για την αποθήκευση υγροποιημένων αερίων αναπτύχθηκε το 1881 από τον Γερμανό φυσικό A.F. Weinhold. Ήταν ένα γυάλινο κουτί με διπλά τοιχώματα με αέρα που αντλείται από τον ενδιάμεσο χώρο και χρησιμοποιήθηκε από τους φυσικούς K. Olshevsky και S. Vrublevsky για την αποθήκευση υγρού οξυγόνου.
Ο Σκωτσέζος φυσικός Sir James Dewar βελτίωσε το γυάλινο κουτί Weinhold το 1892, μετατρέποντάς το σε φιάλη διπλού τοιχώματος με στενό λαιμό για να μειώσει την εξάτμιση του υγρού. Ο ενδιάμεσος χώρος είναι επαργυρωμένος και εκκενώνεται αέρας από αυτόν. Ο Dewar ανάρτησε ολόκληρη αυτή την εύθραυστη κατασκευή σε ελατήρια σε ένα μεταλλικό περίβλημα. Χάρη στην ανάπτυξή του, ο Dewar ήταν ο πρώτος που απέκτησε και αποθήκευσε υγρό (1898) και ακόμη και στερεό (1899) υδρογόνο.
Οι πρώτες φιάλες Dewar για εμπορική χρήση παρήχθησαν το 1904, όταν ιδρύθηκε η γερμανική εταιρεία κατασκευής θερμοδοχείων Thermos GmbH. Στα εργαστήρια και τη βιομηχανία, μια φιάλη Dewar χρησιμοποιείται για την αποθήκευση κρυορευστών, πιο συχνά υγρού αζώτου.
Στην ιατρική και την κτηνιατρική, ειδικά δοχεία Dewar χρησιμοποιούνται για μακροχρόνια αποθήκευση βιολογικών υλικών σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Στη γεωφυσική, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα και οι κρύσταλλοι τοποθετούνται σε δοχεία Dewar όταν εργάζονται σε θερμά πηγάδια (από 400K).
Οι κρυοστάτες ποικίλλουν
ανάλογα με τον τύπο του ψυκτικού που χρησιμοποιείται (άζωτο, ήλιο, υδρογόνο κ.λπ.)·
από το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται (γυαλί, μέταλλο, πλαστικό).
για τον προορισμό του (για ραδιομηχανική, οπτική, ιατρική και άλλη έρευνα, για υπεραγώγιμους μαγνήτες, δέκτες ακτινοβολίας κ.λπ.).
Το πλεονέκτημα της χρήσης κάθετων κρυογονικών δεξαμενών είναι η εξοικονόμηση χώρου σε σύγκριση με τις οριζόντιες κρυογονικές δεξαμενές. Ωστόσο, οι κάθετες δεξαμενές απαιτούν την ανάπτυξη ενός έργου για την εγκατάσταση και την εγγραφή τους στο Rostechnadzor, σε αντίθεση με τις κρυογονικές δεξαμενές μεταφοράς.
Τμήμα αίτησης διπλώματος ευρεσιτεχνίας
Οι φυσικοί Karol Olszewski και Zygmunt Wroblewski χρησιμοποίησαν ένα γυάλινο κουτί με διπλά τοιχώματα με αέρα που αντλείται από τον ενδιάμεσο χώρο για την αποθήκευση υγροποιημένων αερίων. Αυτό το δοχείο αναπτύχθηκε από τον Γερμανό φυσικό Adolf Ferdinand Weinhold.
Συσκευή
Η αρχική φιάλη Dewar ήταν μια γυάλινη φιάλη με διπλά τοιχώματα, μεταξύ των οποίων αντλούνταν αέρας. Για να μειωθεί η απώλεια ακτινοβολίας, και οι δύο εσωτερικές επιφάνειες της φιάλης επικαλύφθηκαν με ένα ανακλαστικό στρώμα. Ο Dewar χρησιμοποίησε το ασήμι ως ανακλαστική επίστρωση. Ένα παρόμοιο σχέδιο χρησιμοποιείται σε μοντέρνα φθηνά οικιακά θερμό.
Μοντέρνα σχέδια
Τα σύγχρονα δοχεία Dewar σχεδιάζονται δομικά κάπως διαφορετικά. Τα εσωτερικά και εξωτερικά δοχεία είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο ή ανοξείδωτο χάλυβα. Η θερμική αγωγιμότητα του υλικού δεν είναι σημαντική, αλλά η αντοχή και το βάρος παίζουν μεγάλο ρόλο. Ο λαιμός συνδέει τα εσωτερικά και τα εξωτερικά αγγεία. Σε dewars με όγκο έως 50 λίτρα, το εσωτερικό αγγείο προσκολλάται μόνο στο λαιμό και βιώνει μεγάλη σωματική πίεση. Έχει επίσης υψηλές απαιτήσεις θερμικής αγωγιμότητας. Εκείνοι. Ο λαιμός πρέπει να είναι δυνατός αλλά λεπτός. Στα συνηθισμένα αγγεία, ο λαιμός είναι κατασκευασμένος από ανοξείδωτο χάλυβα. Σε υψηλής ποιότητας φιάλες Dewar, ο λαιμός είναι κατασκευασμένος από ανθεκτικό ενισχυμένο πλαστικό. Αυτό εγείρει το πρόβλημα της στεγανότητας στερέωσης μετάλλου και πλαστικού. Το εξωτερικό του εσωτερικού δοχείου καλύπτεται με ένα προσροφητικό, το οποίο, όταν ψύχεται, απορροφά τα υπολειμματικά αέρια από την κοιλότητα του κενού. Για τη μείωση της απώλειας θερμότητας, το εσωτερικό δοχείο καλύπτεται με πρόσθετη θερμομόνωση. Για να μειωθεί η μεταφορά θερμότητας με συναγωγή, ένας κύλινδρος αφρού είναι προσαρτημένος στο καπάκι dewar, ο οποίος δεν σφραγίζει σφιχτά το λαιμό. Η κοιλότητα κενού εκκενώνεται σε πίεση 10-2 Pa. Η ασημοποίηση των εσωτερικών επιφανειών εγκαταλείφθηκε και αντικαταστάθηκε από γυάλισμα.
Τα σύγχρονα πλοία Dewar έχουν χαμηλές απώλειες εξάτμισης: από 1,5% την ημέρα για μεγάλα δοχεία, έως 5% την ημέρα για μικρούς όγκους.
Helium Dewars
Διάγραμμα φιάλης ηλίου Dewar
1 - λαιμός για πλήρωση αζώτου.
2 - κεφαλή με εξαρτήματα.
3 - λαιμός του δοχείου ηλίου.
4 - δοχείο για υγρό άζωτο.
5 - ασπίδες θερμότητας.
6 - δοχείο για υγρό ήλιο.
7 - θερμομόνωση.
8 - προσροφητικό
Συνδέσεις
- Τεχνικά χαρακτηριστικά, αποθήκευση αζώτου σε δοχείο Dewar
Ίδρυμα Wikimedia. 2010.
Δείτε τι είναι τα "Dewar σκάφη" σε άλλα λεξικά:
- (που πήρε το όνομά του από τον J. Dewar) δοχεία με διπλά τοιχώματα, μεταξύ των οποίων δημιουργείται κενό [τουλάχιστον 1,33 mn/m2 (10 5 mm Hg)], το οποίο εξασφαλίζει υψηλή θερμομόνωση της ουσίας που βρίσκεται στο εσωτερικό του δοχείου. Μεταφορά θερμότητας στο Δ. σ. πρακτικά συμβαίνει...
σκάφος dewar- Σκάφη Dewar: α, β γυαλί. σε μεταλλικά για υγρά αέρια (άζωτο και ήλιο). DEWAR VESSEL, φιάλη με διπλά τοιχώματα επαργυρωμένα εσωτερικά, από το χώρο μεταξύ του οποίου έχει αντληθεί αέρας. Θερμική αγωγιμότητα αραιωμένου αερίου μεταξύ των τοίχων... ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό
Μια φιάλη με διπλά τοιχώματα ασημένια στο εσωτερικό, με αέρα να αντλείται από το μεταξύ τους χώρο. Η θερμική αγωγιμότητα του εξευγενισμένου αερίου μεταξύ των τοιχωμάτων είναι τόσο μικρή που η θερμοκρασία των ουσιών που τοποθετούνται στη φιάλη Dewar παραμένει σταθερή για μεγάλο χρονικό διάστημα... εγκυκλοπαιδικό λεξικό
Ένα δοχείο με διπλά τοιχώματα, μεταξύ του οποίου δημιουργείται κενό τουλάχιστον 1,33 mN/mI (10–5 mm Hg), το οποίο εξασφαλίζει υψηλή θερμομόνωση του εσωτερικού όγκου του δοχείου. Προτάθηκε από τον Άγγλο φυσικό J. Dewar το 1898. Το απλούστερο σκάφος Dewar... ... Εγκυκλοπαίδεια της τεχνολογίας
Μια φιάλη με διπλά τοιχώματα ασημένια στο εσωτερικό, με αέρα να αντλείται από το μεταξύ τους χώρο. Η θερμική αγωγιμότητα του εξευγενισμένου αερίου μεταξύ των τοιχωμάτων είναι τόσο μικρή που η θερμοκρασία των ουσιών που τοποθετούνται στη φιάλη Dewar παραμένει σταθερή για μεγάλο χρονικό διάστημα... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό
- [στο όνομα των αγγλικών. φυσικός και χημικός J. Dewar (1842 1923)] ένα δοχείο με διπλά τοιχώματα, μεταξύ των οποίων δημιουργείται ένα κενό, το οποίο παρέχει υψηλή θερμομόνωση στο νερό που βρίσκεται στο εσωτερικό του αγγείου. Μικρό Δ. σ. από γυαλί, αγγεία...... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Πολυτεχνικό Λεξικό
Για υγρό οξυγόνο, η φιάλη Dewar είναι ένα δοχείο σχεδιασμένο για μακροχρόνια αποθήκευση ουσιών σε υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες. Η ουσία πρέπει να θερμανθεί ή να ψυχθεί πριν τοποθετηθεί σε φιάλη Dewar. Σταθερή θερμοκρασία... ... Wikipedia
DEWAR VESSEL- Ειδικό δοχείο ψύξης για την κατάψυξη και αποθήκευση σπερματοζωαρίων σε υγρό άζωτο. Είναι ένα δοχείο διπλού τοιχώματος από κράματα αλουμινίου ή ανοξείδωτο χάλυβα. Μεταξύ των τοίχων τοποθετείται ειδική θερμομόνωση. Για αύξηση… Όροι και ορισμοί που χρησιμοποιούνται στην αναπαραγωγή, τη γενετική και την αναπαραγωγή ζώων εκτροφής
- (από το Cryo... και τις ελληνικές πολιτείες όρθιες, ακίνητες) Θερμοστάτης στον οποίο η μονάδα εργασίας ή το υπό μελέτη αντικείμενο διατηρείται σε θερμοκρασίες μικρότερες από 120 Κ (κρυογονικές θερμοκρασίες) λόγω εξωτερικής πηγής κρύου. Συνήθως ως... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια
Κρυογονικές θερμοκρασίες, συνήθως θερμοκρασίες κάτω από το σημείο βρασμού του υγρού αέρα (περίπου 80 Κ). Τέτοιες θερμοκρασίες συνήθως υπολογίζονται από τη θερμοκρασία απόλυτου μηδέν (Βλ. Απόλυτο μηδέν) (273,15 °C ή 0 K) και εκφράζονται σε Kelvin... ... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια
Η φιάλη Dewar είναι ο παππούς των σύγχρονων θερμοσωμάτων. Σήμερα δεν υπάρχουν προβλήματα με τη διατήρηση των απαραίτητων προϊόντων για μεγάλο χρονικό διάστημα σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Ο λόγος για την εφεύρεση ενός τέτοιου σκάφους ήταν ότι οι φυσικοί δεν είχαν την ευκαιρία να αποθηκεύσουν αέρια σε υγρή κατάσταση για κάποιο χρονικό διάστημα. Η φιάλη Dewar για υγρό άζωτο ήταν ακριβώς η εφεύρεση που έλυσε με επιτυχία το πρόβλημα. Και, όπως συμβαίνει πάντα, ένα εύρημα για επιστημονική εργασία βρήκε την εφαρμογή του στην καθημερινή ζωή.
Ιστορία
Η λεγόμενη φιάλη Dewar χρονολογείται από το 1881. Ο Γερμανός επιστήμονας Adolf Ferdinand Weinhold ανέπτυξε το πρώτο δοχείο που χρησιμοποιήθηκε για την αποθήκευση υγροποιημένου αερίου.
Ήταν ένα γυάλινο κουτί με διπλούς τοίχους. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του σχεδιασμού ήταν ότι ο αέρας αντλούνταν από τον ενδιάμεσο χώρο. Σε ένα τέτοιο δοχείο θα μπορούσε να αποθηκευτεί υγρό οξυγόνο. Ο εφευρέτης ονόμασε το σκάφος «μπουκάλι Weinhold».
Το 1892, ο Σκωτσέζος χημικός και φυσικός Sir James Dewar έκανε κάποιες βελτιώσεις στο σχέδιο του A. F. Weinhold. Το γυάλινο κουτί άλλαξε σχήμα και έγινε φιάλη με στενό λαιμό, που μείωσε σημαντικά την εξάτμιση του υγρού. Επιπλέον, σύμφωνα με τις οδηγίες του Dewar, ο διάμεσος χώρος ασημίστηκε. Για πρώτη φορά λήφθηκε και αποθηκεύτηκε όχι μόνο υγρό αλλά και στερεό υδρογόνο.
Η πρώτη επίδειξη έλαβε χώρα σε μια δημόσια διάλεξη τον Ιανουάριο του 1893 και η μαζική παραγωγή των σκαφών ξεκίνησε το 1904. Η Thermos GmbH (Γερμανία) ιδρύθηκε για την κατασκευή φιαλών θερμός και ανέλαβε την εφαρμογή της εφεύρεσης για εμπορικούς σκοπούς.
Λειτουργική αρχή
Πώς λειτουργεί μια φιάλη Dewar; Ο σχεδιασμός της συσκευής είναι εντυπωσιακός με την έξυπνη απλότητά της: μια γυάλινη ή μεταλλική φιάλη με διπλά τοιχώματα, μεταξύ των οποίων εκκενώνεται ο αέρας. Αυτό το σύστημα μειώνει σημαντικά τη θερμική αγωγιμότητα των τοίχων.
Η υπόλοιπη πολύ μικρή ποσότητα μορίων αέρα μεταφέρει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος στο περιεχόμενο της φιάλης Dewar. Αυτή η υπολειμματική θερμική αγωγιμότητα προκαλεί συνεχή και σταδιακή εξάτμιση του υγρού αερίου.
Αυτό, με τη σειρά του, οδηγεί σε αύξηση της πίεσης μέσα στο δοχείο. Για να αποφευχθεί μια αναπόφευκτη έκρηξη, η συσκευή είναι εξοπλισμένη με βαλβίδα ασφαλείας ή δεν είναι καλά κλεισμένη. Ένα χαλαρά κλειστό βύσμα έχει μικρή επίδραση στην εξάτμιση του υγρού αζώτου. Η μεταφορά θερμότητας από κάτω προς τα πάνω γίνεται αργά και η περιοχή της οπής στο δοχείο είναι αμελητέα.
Έτσι, το αέριο απελευθερώνεται σταδιακά. Η απώλεια της ουσίας είναι ασήμαντη, για παράδειγμα, ένα κιλό υγρού αέρα θα χάσει μόνο 4 γραμμάρια κατά τη διάρκεια 10 ημερών αποθήκευσης.
Αυτή η συσκευή καθιστά δυνατή την αποθήκευση και μεταφορά αερίου σε υγρή κατάσταση για μεγάλο χρονικό διάστημα, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για τη σύγχρονη βιομηχανία.
Μοντέλα
Σε πολλές βιομηχανίες, οι φιάλες Dewar χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς. Υπάρχουν πολλά μοντέλα:
- σειρά X, XT, LD - αλουμίνιο, λαιμός από υαλοβάμβακα, που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά και αποθήκευση υγρού αζώτου και βιοϋλικών.
- σειρά SK, SDP - με λαιμό από fiberglass, κατασκευασμένο από αλουμίνιο, που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά και αποθήκευση μικρών ποσοτήτων υγρού αζώτου.
- Σειρά SDS - αλουμίνιο, λαιμός από υαλοβάμβακα που χρησιμοποιείται για μεταφορά και αποθήκευση βιοϋλικών.
- κατακόρυφο (όγκος 28-660 λίτρα) - κατασκευασμένο από ανοξείδωτο χάλυβα, που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά και αποθήκευση υποξειδίου του αζώτου, υγρού αζώτου, διοξειδίου του άνθρακα, αργού, οξυγόνου.
- οριζόντια - από ανοξείδωτο χάλυβα, που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση υγρού αζώτου.
Επιπλέον, η παραγωγή τεράστιων σιδηροδρομικών και οδικών δεξαμενών έχει κατακτηθεί. Υπάρχουν επίσης ειδικά εξοπλισμένα πλοία που μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες υγροποιημένου αερίου.
Εφαρμογή
Οι φιάλες Dewar χρησιμοποιούνται ευρέως στις σύγχρονες βιομηχανίες. Τις περισσότερες φορές η συσκευή χρησιμοποιείται:
- στην καθημερινή ζωή - για μακροχρόνια αποθήκευση ποτών, τροφίμων (θερμόζες).
- στη βιομηχανία, εργαστήρια - για τη διατήρηση υγρού αζώτου και άλλων κρυορευστών.
- στην κτηνιατρική και την ιατρική - για την αποθήκευση βιολογικού υλικού.
- στη γεωφυσική - για εργασία σε θερμά πηγάδια (κρυστάλλοι και ηλεκτρονικά εξαρτήματα τοποθετούνται σε δοχείο).
Τιμή
Επί του παρόντος, η αγορά προσφέρει μια μεγάλη ποικιλία από μάρκες και είδη θερμοσίφωνων. Τα μικρά οικιακά προϊόντα χρησιμοποιούνται για φαγητό ή υγρά (τσάι, καφές). Η τιμή, ανάλογα με τον όγκο, το υλικό και τη μάρκα του κατασκευαστή, μπορεί να κυμαίνεται από $5 έως $50.
Το κόστος αυτών των σκαφών που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανική κλίμακα και ονομάζονται πλοία Dewar είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερο. Η τιμή καθορίζεται από τον όγκο και την ποιότητα κατασκευής. Μια καλή συσκευή μεγάλου όγκου μπορεί να κοστίσει αρκετές εκατοντάδες δολάρια:
- μοντέλο X-40SP (Εργοστάσιο εξοπλισμού μεταφορών στο Kharkov, Ουκρανία) - 650 $.
- μοντέλο L2050 (Cryo Diffusion, Γαλλία) - 1050 $.
- μοντέλο XT-3 (Taylor-Wharton, Σλοβακία) - 220 $.
Οι δεξαμενές, οδικές ή σιδηροδρομικές, για τη μεταφορά κρυογονικών υγρών κοστίζουν δεκάδες χιλιάδες δολάρια.