Как устроен сосуд Дьюара и как он сохраняет температуру?

Сосуд Дьюара — специализированная ёмкость с усиленной теплоизоляцией, разработанная для хранения и транспортировки веществ при сверхнизких температурах. www.realto.ru

Устройство сосуда Дьюара включает следующие элементы: centrgaznn.ru

1. Внутренний резервуар. centrgaznn.ru Ёмкость для хранения криогенной жидкости. centrgaznn.ru Изготавливается из нержавеющей стали или алюминия, устойчива к низким температурам и не взаимодействует с веществами внутри. centrgaznn.ru
2. Внешний резервуар. centrgaznn.ru Наружная оболочка защищает внутренний резервуар от механических повреждений и окружающей температуры. centrgaznn.ru Также она выполняет роль каркаса для всей конструкции. centrgaznn.ru
3. Вакуумное межстенное пространство. centrgaznn.ru Пространство между резервуарами откачивается до состояния глубокого вакуума. centrgaznn.ru Это блокирует теплопередачу за счёт конвекции и теплопроводности. centrgaznn.ru
4. Горловина. centrgaznn.ru Узкое горлышко соединяет внутренний и внешний резервуары. centrgaznn.ru Изготавливается из нержавеющей стали или армированного пластика. centrgaznn.ru
5. Пробка или крышка. centrgaznn.ru Закрывает горловину и препятствует проникновению тепла и загрязнений. centrgaznn.ru Внутри крышки часто размещается пенопластовая прокладка, уменьшающая потери за счёт конвекции. centrgaznn.ru
6. Опорная конструкция, ручки и перемычки. centrgaznn.ru Для надёжной фиксации внутреннего резервуара применяются тонкие, но прочные перемычки. centrgaznn.ru Устройства оснащаются ручками или каркасами для переноски и транспортировки. centrgaznn.ru В некоторых моделях для устойчивости используются внешние основания или стойки. centrgaznn.ru
7. Адсорбент. centrgaznn.ru На внешнюю поверхность внутреннего сосуда наносится слой адсорбирующего материала, который поглощает остаточные газы из вакуумного слоя. centrgaznn.ru Это обеспечивает дополнительную стабильность теплоизоляции. centrgaznn.ru
8. Теплоизоляционные материалы. centrgaznn.ru Между резервуарами также размещаются многослойные отражающие и теплоизолирующие материалы. centrgaznn.ru Они уменьшают теплопотери за счёт подавления излучения. centrgaznn.ru
9. Тепловые экраны. centrgaznn.ru В моделях, предназначенных для жидкого гелия, дополнительно устанавливаются тепловые экраны. centrgaznn.ru Эти элементы охлаждаются жидким азотом и изготавливаются из теплопроводных металлов, таких как медь. centrgaznn.ru

Сосуд Дьюара сохраняет температуру за счёт минимизации трёх типов теплопередачи: centrgaznn.ru

1. Вакуум устраняет теплопроводность и конвекцию. centrgaznn.ru
2. Полированные или отражающие поверхности уменьшают излучение. centrgaznn.ru
3. Предохранительные клапаны автоматически сбрасывают избыточный газ, поддерживая безопасный уровень давления. centrgaznn.ru

Сосуд Дьюара не использует активные механизмы нагрева или охлаждения, его основная функция — пассивное сохранение температуры за счёт вакуумной и отражающей изоляции. centrgaznn.ru