Statek Dewara - strażnik zimna

Dewar jest dziadkiem nowoczesnych termosów. Dziś nie ma problemów z utrzymaniem niezbędnych produktów przez długi czas w określonej temperaturze. Powodem wynalezienia takiego statku był fakt, że fizycy nie mieli możliwości utrzymywania gazów w stanie ciekłym przez pewien czas. Dewar dla ciekły azot był dokładnie tym wynalazkiem, który z powodzeniem rozwiązał problem. I, jak to zawsze bywa, znalezisko do prac naukowych znalazło zastosowanie w życiu codziennym.

Historia

Tak zwana kolba Dewara zaczyna swoją historię w 1881 roku. Niemiecki naukowiec Adolf Ferdinand Weinhold opracował pierwszy pojemnik, który był używany do przechowywania skroplony gaz.

To było szklane pudełko z podwójnymi ścianami. Cechą wzoru było to, że powietrze było wypompowywane z przestrzeni międzywarstwowej. W takim naczyniu można przechowywać ciekły tlen. Wynalazca nazwał statek "butelką Weinholda".

W 1892 r. Szkocki chemik i fizyk Sir James Dewar wprowadził pewne ulepszenia w projekcie A. F. Weinholda. Szklana skrzynia zmieniła kształt i stała się wąską szyjką, co znacznie zmniejszyło parowanie cieczy. Dodatkowo przestrzeń międzywłókien została posrebrzona w kierunku Dewara. Po raz pierwszy uzyskano i przechowywano nie tylko ciecz, ale także stały wodór.

Pierwsza demonstracja odbyła się podczas publicznego wykładu w styczniu 1893 r., A masowa produkcja statków rozpoczęła się w 1904 r. Firma Thermos GmbH (Niemcy) została założona w celu produkcji termosów i rozpoczęła wdrażanie wynalazku w celach komercyjnych.

Zasada działania

Jak działa statek Dewara? Urządzenie urządzenia uderza swoją genialną prostotą: szklaną lub metalową kolbę z podwójnymi ściankami, pomiędzy którymi wypompowuje się powietrze. Taki system znacznie zmniejsza przewodność cieplną ścian.

Pozostała bardzo mała liczba cząsteczek powietrza przenosi temperaturę otoczenia do zawartości naczynia Dewara. Taka rezydualna przewodność cieplna powoduje stałe i stopniowe odparowywanie ciekłego gazu.

To z kolei prowadzi do wzrostu ciśnienia wewnątrz zbiornika. Aby uniknąć nieuchronnej eksplozji, urządzenie jest dostarczane zawór bezpieczeństwa lub jest luźno zamknięty. Ciasno zamknięty korek ma niewielki wpływ na odparowywanie ciekłego azotu. Przenoszenie ciepła od dna jest powolne, a powierzchnia otworu w zbiorniku jest znikoma.

W związku z tym gaz stopniowo się wykrwawia. Straty substancji są nieznaczne, na przykład jeden kilogram ciekłego powietrza w ciągu 10 dni podczas przechowywania straci tylko 4 gramy.

Takie urządzenie pozwala na długi czas przechowywać i transportować gaz w stanie ciekłym, co jest bardzo ważne dla nowoczesnego przemysłu.

Modele

W wielu branżach statek Dewara jest wykorzystywany do różnych celów. Istnieje kilka modeli:

• seria X, XT, LD - aluminium, szyjka z włókna szklanego, używana do transportu i przechowywania ciekłego azotu i biomateriałów;
• Seria SK, PSD - z szyjką z włókna szklanego, wykonana z aluminium, używana do transportu, magazynowania niewielkiej ilości ciekłego azotu;
• Seria CDS - aluminiowa szyja z włókna szklanego do transportu i przechowywania biomateriałów;
• pionowy (pojemność 28-660 litrów) - wykonany ze stali nierdzewnej, używany do transportu i magazynowania podtlenku azotu, ciekłego azotu, dwutlenku węgla, argonu, tlenu;
• poziome - wykonane ze stali nierdzewnej, służące do przechowywania ciekłego azotu.

Ponadto opanował produkcję ogromnych cystern kolejowych i drogowych. Istnieją również specjalnie wyposażone statki przewożące duże ilości skroplonego gazu.

Aplikacja

Dewar jest szeroko stosowany w nowoczesnych gałęziach przemysłu. Najczęściej używane jest urządzenie:

• w życiu codziennym - do długotrwałego przechowywania napojów, żywności (termos);
• w przemyśle, w laboratoriach - do konserwacji ciekłego azotu i innych ciekłych cieczy;
• w weterynarii i medycynie - do przechowywania materiału biologicznego;
• w geofizykach - do pracy w gorących odwiertach (kryształy i elementy elektroniczne umieszczane są na statku).

Koszt

Obecnie na rynku dostępne są różne marki i rodzaje termosów. Małe artykuły gospodarstwa domowego są używane do żywności lub płynów (herbata, kawa). Cena w zależności od objętości, materiału i marki producenta może wynosić od 5 do 50 USD.

Rząd wielkości wyższy to koszt statków, które są używane na skalę przemysłową i są nazywane statkiem Dewara. Cena zależy od ilości i jakości wykonania. Dobre urządzenie do dużego wolumenu może kosztować kilkaset dolarów:

• Model X-40SP (Zakłady Sprzętu Transportowego w Charkowie, Ukraina) - 650 USD;
• Model L2050 (Cryo Diffusion, Francja) - 1050 USD;
• model HT-3 (Taylor-Wharton, Słowacja) - 220 USD.

Zbiorniki, drogi lub szyny, do transportu cieczy kriogenicznych, kosztują dziesiątki tysięcy dolarów.