Сосуды Дьюара. Устройство.

Сосуды Дьюара

Сосуды Дьюара носят своё название в честь английского ученого Джеймса Дьюара. Он был членом королевского общества, окончил Эдинбургский университет и преподавал в Кембриджском университете.

В 1881 его работы и исследования в сфере физики и химии подтолкнули его к изобретению сосуда в котором вещества могут длительное время сохранять свою температуру.

               Рассмотрим более подробно строение сосуда. Это чаще всего металлический внешний корпус и стеклянная колба внутри, между которыми создается вакуум.

Это способствует теплоизоляции внутри сосуда. Но не полной изоляции. Происходит теплообмен за счёт так называемого лучеиспускания и теплопроводности вдоль стенок.

Лучеиспускание это такой вид теплообмена когда тепло не распространяется на промежуточные среды, и не распространяется вместе с движением частиц. Как и свет, тепло распространяется прямолинейно. Во избежание потерь, внутренние стенки сосуда делают зеркальными с помощью напыления метала, чаще всего серебра.

               Главным образом сосуд Дьюара используется для хранения веществ в сжиженом состоянии с постоянно низкой либо наоборот высокой температурой.

В конструкции применяется узкая горловина, для предотвращения потерь вещества при испарении. Это несет за собой некоторые особенности конструкции сосуда Дьюара, так, например, в сосудах до 50 литров внутренняя колба держится только на горловине и поэтому испытывает большие нагрузки.

Для минимизации потерь тепла, горловина должна быть тонкой, но и прочной одновременно. Обычно горловина выполнена из стали, в более дорогих сосудах Дьюара горловина выполнена из армированного пластика. Так же в некоторых моделях сосудов внутренняя полость выполнена из полированного метала.

Как показывает практика такое исполнение более практичное. В современных сосудах большого объёма процент испарения составляет 1,5% в сутки и 5% для маленьких ёмкостей (5 литров)

               Основные сферы применения сосудов Дьюара для медицины:

- Для хранения жидкого азота для лабораторий

- Для длительного хранения биологических материалов при низких температурах

             Для последнего сосуды могут быть укомплектованы специальными колбами, которые через горловину опускаются в сосуд и служат для хранения. Диаметр, длина  и количество этих кассет может варьироваться в зависимости от объёма сосуда.

Но иногда для удобства использования кассет горловину сосуда Дьюара делают большего диаметра, что влечет за собой удорожание сосуда, так как применяются специальные материалы и технологии для уменьшения испарения и потерь тепла при хранении биоматериалов.

               Следует так же помнить о технике безопасности при работе с сосудом. Приведем небольшой список того, что может представлять опасность:

1. Обморожение кожи рук или других открытых участков тела при контакте с жидким азотом.
2. Удушье при большом количестве испарения жидкого азота в воздух в маленьких, непроветриваемых помещениях.
3. Взрыв сосуда могут повлечь факторы нагрева сосуда извне, внезапной, неконтролируемой разгерметизации сосуда, испарение азота при герметично закрытой крышке.
4. Возгорание при контакте с горючими веществами.

Обращаться с сосудом стоит строго следуя инструкции, беречь от механических повреждений, использовать специальные устройства для наполнения сосуда, закрывать сосуд только специальной для него крышкой.

Обязательно используйте средства индивидуальной защиты: специальные очки, перчатки, халаты без карманов