듀어 용기는 더 낮거나 더 높은 값을 가진 온도에서 물질을 저장하는 데 도움이 됩니다. 이러한 장치의 주요 특성 중 하나는 낮은 열전도율입니다. 이로 인해 온도는 원래 값을 유지할 수 있습니다. 또한, 이 인자의 활성화는 물질 자체에서 발생하는 다양한 방향의 과정에 의해서도 촉진된다.
현대 선박 디자인
선박이 만들어지고 있다 듀어 선박 so ... 두 안경 모두 내부와 외부 모두 내열 알루미늄으로 만들어졌습니다. 때로는 스테인리스 스틸을 주성분으로 사용할 수 있습니다. 용기에 담기 위한 물질의 주요 특성은 비중입니다. 두 안경 사이에는 점퍼가 있습니다. 충분히 강해야 하지만 동시에 충분히 얇아야 합니다. 스테인리스 스틸 또는 가장 내구성이 강한 플라스틱으로 만들 수 있습니다(최신 트렌드).
제조업체는 기존 고정 장치로 인해 진공 밀봉을 보장해야 하는 문제에 끊임없이 직면하고 있습니다. 이를 위해 외부의 용기는 흡착제라는 특수 물질로 덮여 있습니다. 이러한 물질은 용기 내부에서 방출되는 과도한 가스를 흡수할 수 있습니다. 열 손실을 줄이기 위해 용기는 단열재로 추가로 덮여 있습니다. 가능한 대류 과정을 줄이기 위해 점퍼와 겹치는 뚜껑에 발포 실린더가 부착되어 있지만 완전히 수행하지는 않습니다. 압력이 낮은 모든 가스는 진공 영역 밖으로 펌핑됩니다. 표면은 내부에서 조심스럽게 연마됩니다.
헬륨 듀어스
선박 설계에 헬륨을 사용하는 것은 열 손실이 적기 때문입니다. 그렇기 때문에 이 종용기는 액체 질소로 냉각된 헬륨으로 보호됩니다. 스크린은 열을 잘 전도하는 금속을 사용했습니다. 이러한 Dewar 선박에서 두 개의 점퍼가 관찰될 수 있습니다. 하나는 액체 질소용이고 다른 하나는 헬륨용입니다. 헬륨 점퍼에는 드레인 피팅, 압력 게이지 및 사이펀 연결용 커넥터도 함께 제공됩니다. 이러한 제어 방법을 사용하면 특정 압력을 높이고 수행되는 조작을 제어할 수 있습니다.
듀어 선박의 범위
모든 사람은 자신의 삶에서 거의 매일 Dewar 선박을 사용하며 때로는 완전히 인식하지 못합니다. 일반 보온병은 차, 커피 및 기타 음료의 보존에 적합한 용기 모델입니다. Dewars는 물질을 차갑게 유지하는 데 도움이 되는 실험적 연구에 사용됩니다. 또한이 장비를 사용하면 의약품에 사용하기 위해 변경되지 않은 생물학적 샘플을 남길 수 있습니다.
듀어 탱크
다양한 유형의 탱크는 멀리 떨어진 냉장 물질을 운송하는 데 사용됩니다. 제조 원리는 동일하며 기존 용기에 비해 부피만 증가합니다. 만드는 재단이동식 듀어 탱크적용 가능 - 이중 바닥이 있는 벽. 안경 제조용 재료는 강철이며 점퍼는 강철로 만들어집니다. 액체 질소는 냉각 매체로 사용되며 탱크는 헬륨 층으로 보호될 수 있습니다. Dewar 탱크는 냉장 물질의 품질을 원래 상태로 유지하는 데 도움이 됩니다.
Dewar 선박의 단열
이전에는 용기의 단열을 제공하기 위해 진공 및 냉각된 질소와 결합된 헬륨으로 용기를 차폐하는 두 가지 모델이 사용되었습니다. 두 모델 모두 매우 효과적이었지만 두 경우 모두 개선해야 할 몇 가지 점이 매우 작을 수 있습니다. 특히, 가스 누출 가능성과 쉘 무결성 위반으로 감지하는 것이 거의 불가능했습니다. 다양한 종류의 극저온 액체를 사용함으로써 선박 사용의 안전성을 높일 수 있습니다. 결국 원래 제품이 너무 많이 손실 된 경우 내부와 외부 환경의 압력 차이로 인해 용기가 폭발 할 수 있습니다.
질소 펌핑용 파이프라인 단열
질소는 펌핑 및 운송 중 지속적인 모니터링이 필요한 물질 중 하나입니다. 따라서 이 가스와 접촉하는 파이프라인의 단열은 적절해야 합니다. 가장 자주파이프라인의 단열오늘날 그것은 액체 세라믹 재료의 형태로 수행됩니다. 눈에 보이지 않는 산소로 채워진 많은 실리콘 볼이 액체 일관성 내부에서 끊임없이 움직입니다. 이러한 액체의 기초는 아크릴 폴리머, 합성 고무 및 무기 요소입니다. 이 조합은 재료의 유연성과 신뢰성을 높이는 데 기여합니다. 이러한 액체 물질은 일반적으로 흰색입니다. 충분히 빨리 건조되어 필요한 보호 필름을 형성합니다.
단열의 새로운 방법
질소 및 기타 물질의 운송 및 저장을 위해 작동되는 기술(액체 단열 사용) 덕분에 Dewar 선박의 생산도 훨씬 저렴해질 것입니다. 동시에 실용적인 목적으로 장치를 사용하는 이점이 크게 증가합니다. 이는 동일한 기준으로 제작된 탱크 및 소형 선박에도 적용됩니다.
리보르노에 본사를 둔 이탈리아 회사인 HVM은 다양한 작동 압력, 다양한 가스 및 액체 제거 시스템, 수직 및 수평, 팔레타이징 제어 등을 갖춘 광범위한 극저온 Dewars를 20년 이상 설계 및 제조해 왔습니다. 회사의 제품은 저온에서 가스의 저장 및 운송에 사용됩니다. 사용 영역:
- 산업
- 과학적
- 음식
- 양식업
- 냉동생물학
- 축산
- 해충 방제
또한, 회사는 산소 요법을 위한 설비(고정식 "OXY-BLU" 및 소형 "OXY-LIGHT")를 개발했습니다.
모든 제품은 유럽 요구 사항 ADR 및 TPED(지침 2010/35/UE)를 충족합니다. Westmedgroup은 극저온 용기의 공식 공급업체입니다. 러시아 시장의학 기술.
듀어 용기 - 고온 또는 저온에서 물질을 장기간 저장하도록 설계된 용기. 일정한 온도는 우수한 단열 및/또는 저장된 물질의 공정(예: 끓임)을 통해 수동적인 방법으로 유지됩니다. 이것이 Dewar 선박과 온도 조절 장치 및 저온 조절 장치의 주요 차이점입니다.
액화 가스를 저장하기 위한 최초의 컨테이너는 1881년 독일 물리학자 A.F. Weinhold에 의해 개발되었습니다. 그것은 벽 사이의 공간에서 공기를 빼낸 이중 벽 유리 상자였으며 물리학자 K. Olszewski와 S. Vrublevsky가 액체 산소를 저장하는 데 사용했습니다.
스코틀랜드의 물리학자 James Dewar 경은 1892년에 Weinhold 유리 상자를 개선하여 액체 증발을 줄이기 위해 목이 좁은 이중벽 플라스크로 만들었습니다. 벽 사이의 공간은 은도금 처리되어 있으며 공기가 펌핑되어 있습니다. Dewar는 이 깨지기 쉬운 구조 전체를 금속 케이스의 스프링에 걸었습니다. 그의 발전 덕분에 Dewar는 액체(1898)와 고체(1899) 수소를 최초로 얻고 보존했습니다.
최초의 상업용 Dewars는 독일 보온병 회사 Thermos GmbH가 설립된 1904년에 생산되었습니다. 실험실 및 산업에서 Dewar 용기는 가장 일반적으로 액체 질소인 극저온 유체를 저장하는 데 사용됩니다.
의학 및 수의학에서는 저온에서 생물학적 물질을 장기간 보관하기 위해 특수 Dewar 용기가 사용됩니다.
지구 물리학에서 전자 부품과 수정은 뜨거운 우물(400K부터)에서 작업할 때 Dewar 선박에 배치됩니다.
저온 유지 장치는 다양합니다.
사용된 냉매의 유형(질소, 헬륨, 수소 등);
그들이 만들어지는 재료에 따라 (유리, 금속, 플라스틱);
의도된 목적(초전도 자석, 방사선 수신기 등을 위한 무선 공학, 광학, 의료 및 기타 연구용)에 따라.
극저온 수직 탱크 사용의 장점은 수평 극저온 탱크에 비해 공간 절약입니다. 그러나 수직 탱크는 운송용 극저온 탱크와 달리 Rostekhnadzor 당국에 설치 및 등록을 위한 프로젝트 개발이 필요합니다.
자신의 필요에 따라 모든 사람이 자신의 장치에 대한 아이디어를 갖고 있는 것은 아닙니다. 이제이 용기가 어떻게 배열되어 있고 그 안에 극저온 액체가 그 특성을 유지하는 이유를 알려 드리겠습니다.
현대 선박의 원형
극저온 액체를 위한 최초의 저장 탱크는 19세기 말 독일에서 발명되었습니다. 그런 다음 이중 벽이있는 유리 상자였으며 그 사이에 진공이 생성되었습니다. 스코틀랜드 과학자 J. Dewar는 목이 좁은 플라스크 모양을 만들어 발명품을 개선했습니다.
이 디자인은 우연히 선택되지 않았습니다. 좁은 목은 극저온 액체의 빠른 증발을 방지하고 벽 사이 공간의 진공은 물질의 원하는 온도를 유지하는 데 도움이 됩니다. 내부의 벽은 은도금 처리되어 추가적인 단열을 제공했습니다. 새로운 기술의 출현으로 디자인이 개선되어 지금 사용하는 제품이 나왔습니다.
현대 듀어 선박의 설계
우리가 익숙한 현대 제품은 이전 제품과 다소 다릅니다. 최초의 Dewars는 유리로 만들어졌지만 지금은 알루미늄이나 스테인리스 스틸로 만들어집니다. 재료 선택에서 중요한 역할은 강도와 무게입니다.
Dewar 선박의 주요 구성 요소:
- 외부 및 내부 용기;
- 목;
- 뚜껑;
- 벽 사이 공간을 위한 흡착제.
외부 및 내부 혈관은 목에서 연결됩니다. 그들 사이의 공간에서 공기가 10 -2 Pa의 압력으로 펌핑됩니다(진공이 생성됨). 내부 용기의 벽은 외부에서 흡착제로 덮여 있습니다. 이것은 진공 공간에서 잔류 가스를 제거하기 위해 수행되었습니다.
목은 용기의 두 부분을 연결합니다. 모델에 따라 넥은 충분히 좁거나 넓을 수 있습니다(최대 직경 210mm). 강화 플라스틱으로 만들어졌으며 스테인리스 스틸을 사용하여 생산 비용을 절감할 수 있습니다.
용기의 뚜껑을 사용하면 목을 단단히(밀폐되지는 않음) 닫을 수 있습니다. 거품 실린더가 추가로 부착되어있어 닫히고 과도한 액체 질소를 배출하는 데 도움이됩니다. 그들은 용기 벽의 은도금을 포기하고 연마로 대체했습니다.
높은 듀어를 찾으신다면 기술 사양, 매장에서 주문하는 것이 좋습니다. 모든 제품에는 보증이 제공되며 다양한 제품을 통해 최상의 옵션을 선택할 수 있습니다.
제임스 듀어(James Dewar, 1842-1923)는 런던에 거주한 스코틀랜드의 물리학자이자 화학자입니다. 그의 삶 동안 그는 많은 상과 메달을 획득하고 놀라운 수의 발견을했으며 그 중 많은 부분이 연주되었습니다. 중요한 역할정확한 과학의 발전에. 물리학에서의 그의 업적 중 주목할만한 것은 "Dewar vessel"이라고 불리는 자신이 만든 장치의 도움으로 온도 보존 연구에 기여한 것입니다. 이 장치는 고온 또는 저온에서 다양한 물질을 저장하도록 설계되었습니다.
창조의 역사
Dewar 선박은 독일 과학자 Weinhold가 개발한 장치의 업그레이드 버전입니다. 그러나 중요한 차이점이 있습니다. Weinhold의 발명품은 이중벽 유리 상자 형태였으며 Dewar는 이 디자인을 크게 변경했습니다. 상자에 비유하자면, 그 장치도 이중벽으로 되어 있고, 이 장치의 벽 사이에 진공이 형성되어 있고, 은도금되어 있고, 액체의 증발을 줄이기 위해 장치의 목을 좁게 만들었다.
신청
현재까지 Dewar 선박의 생산은 다양한 산업뿐만 아니라 일상 생활의 모든 곳에서 사용되기 때문에 산업 규모에 도달했습니다. 보온병도 Dewar 선박이라는 것을 아는 사람은 거의 없습니다. 산업에 관한 한 다른 극저온 액체용 Dewar 선박이 여기에서 가장 자주 사용됩니다. 또한, 이 장치는 다양한 생물학적 물질을 저장하기 위해 수의학 및 의약품에 자주 사용됩니다.
부터 다양한 종류모든 경우에 용기에 내용물을 넣기 전에 적절한 온도(예: 가열 또는 냉각)로 가져와야 하지만 다양한 용도로 용기가 사용됩니다. 장치 내부에 있는 물질의 온도는 단열 및 이와 함께 발생하는 프로세스의 두 가지 요인으로 인해 유지됩니다.
보온병
Dewar 선박의 가장 유명하고 인기 있는 유형은 보온병입니다. 20세기 초에 Reynold Burger는 이 장치를 가정용으로 적합하도록 약간 수정했습니다. 유리 플라스크를 금속 케이스에 넣어 더욱 안전하고 내구성이 좋도록 하였으며, 듀어 용기에 설치되어 있던 마개를 마개와 뚜껑으로 교체하였습니다.
처음에 발명가는 이러한 장치가 음식을 저장하는 데 사용될 것이라고 예상했지만 결과적으로 보온병은 음료의 온도를 오랫동안 유지할 수 있기 때문에 정확히 대중화되었습니다. 1903년 9월 30일은 보온병의 생일로 간주될 수 있습니다. 바로 이 날 Burger가 발명에 대한 특허를 받고 생산을 시작했기 때문입니다.
이야기는 거기서 끝나지 않습니다. 자신의 기기의 업그레이드 버전이 상업적인 성공을 거두고 Burger가 괜찮은 생활을 하도록 도운 Dewar는 소송을 제기했습니다. 그러나 그의 장치는 특허가 없었기 때문에 법원은 그의 요구 사항을 충족시키지 못했습니다.
스코틀랜드 과학자가 발명한 Dewar 선박은 탄생 직후에 널리 인기를 얻었으며 오늘날까지 이를 잃지 않고 있습니다. 그것은 산업과 일상 생활 모두에서 널리 사용되어 가장 중요한 것 중 하나입니다.
동물의 인공 수정에서 -196 °에서 동결 된 정자가 점점 더 많이 사용되며 특수 용기의 액체 질소에 저장됩니다. 듀어 플라스크.
축산에서는 다양한 유형의 국내외 생산 선박이 사용됩니다. 가장 일반적인 선박 국내 생산 52리터 용량의 SD 50.
직원이 액체 질소 및 Dewar 용기로 작업할 때 다음이 가능합니다.
- 차가운 표면과 접촉하는 신체의 열린 부분의 동상 또는 액체 질소 섭취;
- 다량의 액체 질소가 증발할 때 공기 중의 산소 농도 감소로 인한 현기증, 실신 또는 질식;
- 갑작스런 진공 손실로 인한 Dewar 용기의 폭발, 용기가 가열될 때 가스의 급속한 탈착 및 밀폐된 목으로 질소의 증발로 인한 것;
- 액체 질소 표면에 의해 냉각된 공기 산소의 응결 및 가연성 물질과의 접촉 시 점화.
이와 관련하여 Dewar 선박은 사용 지침에 따라 신중하게 취급해야 합니다. 낙하, 충격 또는 갑작스러운 충격이 발생하면 외부 케이싱 또는 내부 용기의 무결성이 손상되어 진공 손실이 발생할 수 있습니다. 이러한 오작동의 증상은 액체 질소의 급속한 증발과 외부 케이싱의 결빙입니다. 작업장에서 결함이 있는 Dewar 선박을 작동하거나 따뜻하게 하는 것은 엄격히 금지되어 있습니다. 진공을 잃은 듀어 용기는 저장된 정자와 액체 질소를 꺼내고 사람들이 접근할 수 없는 방에서 3일 동안 데워야 한다.
듀어 용기는 전용 뚜껑으로만 닫을 수 있습니다. 선박의 목을 단단히 닫는 것은 금지되어 있습니다. 액체 질소의 일부가 증발하면 용기 내부에 과도한 압력이 발생하므로 외부 공기의 산소가 용기에 들어갈 수 없습니다. 또한 압력이 증가하면 용기가 손상되거나 액체 질소가 방출될 위험이 있습니다.
운송 중 Dewar 선박 및 주변 물체는 추락 및 손상을 방지하기 위해 단단히 고정되어야 합니다.
직경 18mm의 유연한 금속 호스를 통해 액체 질소를 Dewar 용기에 부을 필요가 있으며 운송 탱크의 압력계에 따른 압력은 0.5atm 이하이어야 합니다. 근처에서 일하는 사람들이 고통을 겪을 수 있으므로 유연한 금속 호스는 질소 제트가 호스를 목에서 던지지 않도록 용기 바닥까지 내려야 합니다. Dewar 용기와 용기에서 붓는 것은 넓은 금속 깔때기를 통해 수행됩니다.
충전 과정에서 액체 레벨을 결정하기 위해 용기를 들여다보는 것은 엄격히 금지되어 있습니다. 목에서 액체가 처음 튀면 연료 보급이 완료된 것으로 간주됩니다. 따뜻한 Dewars를 채울 때, 즉 새것이나 데워진 것을 채울 때 특별한 주의를 기울여야 합니다. 액체 질소만으로 Dewars를 채우지 마십시오.
핀셋, 용기 및 기타 물체를 액체 질소에 천천히 도입하여 따뜻한 물체와 접촉할 때 액체가 "끓는" 현상으로 인해 튀는 것을 방지하십시오. 정자가 항상 액체 질소에 있도록 하기 위해 액체 질소 수준이 용기 용량의 1/2로 떨어질 때 저장을 위한 Dewar 용기에 주기적으로 채워집니다. 질소 수준의 제어는 주기적으로 금속 또는 나무 자를 질소에 담가서 수행합니다.
액체 질소는 휘발성이 더 강한 성분으로 산소와 불순물이 풍부합니다. 기술 제품. 15% 이상의 액체 산소 혼합물에서는 허용되지 않습니다. 이러한 혼합물은 유기 제품과 접촉하면 발화할 수 있기 때문입니다. 산소 함량은 GKhP-4 유형의 가스 분석기로 제어됩니다. 가스 분석기가 없는 경우 12번의 급유 후 Dewar 용기의 액체가 배출되고 용기는 새로운 질소로 채워집니다. 배수는 안전한 장소의 개방된 특수 구역에서 수행됩니다. 배수 지점 근처에 나무, 종이, 아스팔트 또는 기타 유기 제품이 없어야 합니다.
용기의 오염을 방지하기 위해 유연한 금속 호스와 깔때기가 덮개에 보관됩니다. "미사"또는 고체 입자를 제거하려면 용기의 내용물을 배출하고 순수한 액체 질소로 용기를 헹구고 가열해야합니다. 배수 후 3일 이내에 용기를 따뜻한(최대 +30°) 세제 OP-7 수용액으로 세척한 다음 물(+70° 이하)로 헹굽니다. 선박 세척 및 청소는 국영 사육 기업 및 국영 사육장에서 수행됩니다. 용기는 가열되어서는 안 됩니다. 이러한 작업은 폭발을 일으킬 수 있습니다.
Dewars 및 액체 질소로 작업하는 직원은 안전 고글(플렉시 유리 차폐 선호), 장갑 또는 벙어리장갑을 착용해야 합니다. 옷에는 주머니, 바지가 없어야 하며 소매가 없고 신발의 윗부분을 덮어야 합니다. 벙어리장갑은 필요한 경우 쉽게 벗을 수 있도록 느슨해야 합니다. 액화질소가 피부에 묻었을 경우 즉시 다량의 물로 해당 부위를 씻으십시오.
그들이 액체 질소로 작업하거나 Dewar 용기를 저장하는 방에는 공기 중 산소 함량을 최소 19%로 제공하는 급배기 강제 환기 장치가 있어야 합니다.
자연 환기를 사용하면 부피가 액체 질소의 부피보다 7000 배 큰 방에서 액체 질소 작업이 허용됩니다.
공기 중 산소 농도가 16% 미만으로 감소하면 사전 증상 없이 현기증, 실신 또는 질식을 유발합니다. 피해자는 신선한 공기가 있는 곳으로 옮겨야 합니다.
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