Dewar: właściwości, konstrukcja i zasada działania, zastosowanie

W 1883 roku miało miejsce odkrycie, które cały czas stopniowo przemienia wiele gałęzi przemysłu. W tamtym czasie bowiem dwaj polscy naukowcy jako pierwsi otrzymali skroplony azot metodą rozdzielania powietrza. Substancja ta miała niezwykle niska temperaturę i wrzała na poziomie -195,8°C. Aby więc móc ją w jakikolwiek sposób badać lub wykorzystywać, należało wykonać specjalne naczynie, które będzie izolowało ciecz od temperatury otoczenia.

Dlaczego nie można było użyć normalnych butli czy pojemników?

Przypomnij sobie, kiedy ostatnio w upalny dzień wyciągnąłeś z lodówki schłodzony napój i wlałeś go do szklanki, którą następnie wziąłeś do ręki. Naturalnym było, że Twoje palce stały się zimne, napój natomiast zaczął się stopniowo ogrzewać.

Jest to naturalna reakcja wymiany ciepła. Jednak w przypadku ciekłego azotu, który wrze w ekstremalnie niskiej temperaturze, przechowywanie w standardowym pojemniku momentalnie doprowadziłoby do jego nagłego odparowania.

Dlatego też powstało tzw. naczynie Dewara (od nazwiska pierwszego konstruktora naczynia kriogenicznego z początku XX. w.). Mimo zaawansowanych już obecnie technologii kriotechnicznych, budowa i działanie tego naczynia przypomina popularny termos.

Działanie naczyń Dewara

Dewar bowiem jest naczyniem zbudowanym z podwójnych, oddzielonych od siebie ścianek. Pomiędzy nimi znajduje się próżnia techniczna, która charakteryzuje się wysokiej jakości właściwościami izolacyjnymi. W rezultacie ekstremalnie niska temperatura panująca wewnątrz naczynia z azotem nie wpływa na temperaturę jego zewnętrznej powłoki i otoczenia co m.in. ma duże znaczenie dla bezpieczeństwa pracy z ciekłym azotem.

Co ciekawe, dewary powstały i wykorzystywane były jako naczynia szklane. Materiał ten bowiem jest znacznie lepszym izolatorem, niż metal. Jednak z czasem stwierdzono, że konstrukcje szklane dużo łatwiej ulegają zniszczeniu, dlatego mimo gorszych właściwości, postawiono na metal.

Współczesne naczynia wyposażone są w dodatkowe, zaawansowane technologicznie systemy. W zależności od pojemności i przeznaczenia mogą one posiadać chociażby zawory bezpieczeństwa (naczynia ciśnieniowe) lub systemy alarmujące o niskim poziomie cieczy w naczyniach, w których przechowuje się zamrożone cenne próbki np. w tzw. bankach materiałów biologicznych.

Montuje się także wskaźniki poziomu napełnienia oraz systemy ułatwiające odlewanie części cieczy (pompy, lewary).

Zastosowanie

Jeśli chcielibyśmy określić zastosowanie naczyń Dewara jednym słowem, z pewnością byłaby to kriotechnika. Pojęcie to bowiem określa wszystkie gałęzie przemysłu, w których stosuje się skroplony azot.

Z dewarów korzystają między innymi placówki badawcze. Naukowcy korzystają z tego typu naczyń, wyposażonych w specjalne stelaże (kanistry), umożliwiające bezpieczne przechowywanie próbek i materiałów biologicznych w osobnych opakowaniach. Znacznie ułatwia to ich wkładanie, przechowywanie i wyjmowanie.

W zależności od przeznaczenia, stosuje się pojemniki o różnej pojemności, obejmującej najczęściej zakres od 4 do 50 litrów. Czasami, w przypadku szczególnej potrzeby, produkuje się konstrukcje o innych pojemnościach.

Naczynia kriogeniczne świetnie sprawdzają się w każdym innym miejscu, gdzie wykorzystuje się ciekły azot. Służą przede wszystkim do transportu oraz przechowywania tego gazu.

do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony