Dewarova banka: od 19. storočia po súčasnosť. Aplikácia Dewarových nádob Dizajn moderných Dewarových nádob

Nemecký fyzik A. Weinhold si v roku 1879 lámal hlavu nad čisto vedeckým problémom: ako skladovať v laboratóriách tekutý alebo dokonca pevný vodík s teplotou topenia až -259,2 °C. Potrebná bola nádoba, ktorá by udržala takú nízku teplotu aj v teplej miestnosti. Našlo sa riešenie. Vedec prišiel s nápadom spojiť dve tenkostenné sklenené nádoby, umiestniť jednu do druhej, hermeticky spojiť hrdlá a odčerpať vzduch z priestoru medzi nimi. Vákuum teda udržiavalo teplotu vnútornej nádoby a nedovolilo jej zahriať sa ani ochladiť (rovnaký princíp platí pre konvenčné zasklenie okien). Fyzik, ktorý je tiež skúseným sklárom, ľahko podrobne opísal výsledok vo svojej knihe „Demonstration Experiments in Physics“, pričom vynález skromne nazval „Weinholdova fľaša“. O niekoľko rokov neskôr jeho škótsky kolega James Dewar vylepšil produkt postriebrením vnútorných stien nádoby, aby sa lepšie zachovala teplota. A „fľaša“ sa zmení na „Dewarovu banku“.

Tým sa však vylepšenia nezastavili. nemecký sklár Burger, ktorý už dlhší čas vyrábal banky pre laboratóriá, poznamenal, že Dewarova banka môže byť užitočná nielen vo vede, ale aj v každodennom živote.

V roku 1903 Burger mierne upravil škótsku vákuovú nádobu, vložil krehké sklo do kovovej škrupiny, opatril ho funkčným viečkom pohára a prvého z troch vývojárov napadlo patentovať vynález. Čoskoro bola vyhlásená súťaž o najlepšie meno nové položky. Nemci aktívne navrhovali pre plavidlo rôzne zložité názvy. Víťazom sa však stal obyvateľ Mníchova, ktorý si zapamätal grécke slovo therme (horúce). Čiže termonádoba, presne ako firma, ktorá ju vyrobila našiel tvoje meno. V roku 1904 začala nemecká firma THERMOS GMBH sériovú výrobu Dewarových nádob, od tohto momentu označovaných len ako termosky.

Prirodzene, tvorca termosky James Dewar sa pokúsil preukázať práva na vynález, ktorý už v tom čase generoval vážne príjmy. Bohužiaľ, vedec nikdy nedosiahol spravodlivosť; Reinhold Burger zostal jediným vývojárom uvedeným v patente.

Odvtedy uplynulo viac ako sto rokov. Teraz si môžete vybrať termosku akejkoľvek kapacity a farby, v kovovom, plastovom a dokonca aj sklenenom obale. A napríklad v sovietskych časoch takmer v každej rodine bola tam veľká plechová termoska, červená alebo modrá, zdobené kvetmi alebo obraz vychádzajúceho slnka. Svetlý a lesklý, v sovietskej kuchyni bol udržiavaný na očiach ako kus nábytku. Nemecké termosky sa do Únie nedostali, no kúpiť čínsky ekvivalent bolo jednoduché. Väčšina termosiek privezených do krajiny bola vyrobená v továrni Olen v Pekingu. V skutočnosti sa názvy zahraničných spoločností zvyčajne prepisujú a nie prekladajú, ale „Olen“ sa rozhodol nechať svoje vlastné v tieni. čínsky názov, ktorý vstupuje na západný trh ako Bejiing Deer (pekinský jeleň). Do nášho života tak vstúpil plechový Číňan s nemeckým menom.

Celkovo sa dizajn termosky od tých čias nezmenil, s výnimkou malého, ale veľmi dôležitého detailu - zátky. Na rozdiel od vrchného veka pohára sa neskrutkoval. Faktom je, že vnútorná nádoba čínskej termosky pozostávala zo skla a nemala závit. Používalo sa teda iba veko zástrčky, zvyčajne drevené. Prirodzene, takáto nádoba sa nedala prevrátiť, čo nie je vždy možné v prírode resp na dlhých cestách.

Teraz existuje obrovské množstvo značiek a typov termosiek: na jedlo, nápoje, termálne hrnčeky. Jedným slovom pokrok nestojí. Pre mnohých to však nie je len predmet, ale vrelá pripomienka príjemných udalostí: výlet do prírody s priateľmi, dlhá cesta alebo zimná prechádzka.

Video Čo je termoska?

Kryogénna technológia je špeciálne zariadenie, ktoré umožňuje výrobu, dlhodobé skladovanie a prepravu rôznych plynov. Zároveň sa za jednu z hlavných súčastí tohto zariadenia považuje Dewarovo plavidlo.

Čo to je?

Táto položka je špeciálnym typom nádoby potrebnej na skladovanie rôznych látok, ktorých teplota sa líši od teploty výkupného média (nižšia alebo vyššia). Práve pomocou takýchto nádob je možné dlhodobo skladovať látky pri požadovanej teplote. Vo všeobecnosti sa Dewarova banka správa ako známa termoska pre domácnosť.

Štruktúra Dewarovej nádoby

Pre zabezpečenie nízkej tepelnej vodivosti je Dewarova nádoba vyrobená špeciálnou technológiou. Pozostáva z 2 nádrží:

vonkajšie;
interné.

Obe tieto nádoby sú vyrobené zo žiaruvzdorného hliníka, no v niektorých prípadoch môže byť hlavným materiálom nehrdzavejúca oceľ. Medzi nádržami sú prepojky. Musia byť tenké a dostatočne pevné. Takéto vlastnosti môže poskytnúť nehrdzavejúca oceľ, ale v poslednej dobe sa čoraz viac nahrádza špecializovaným odolným plastom. Existujú aj ďalšie funkcie, ktoré môžu zvýšiť účinok používania Dewarovej nádoby.

Vonkajšia nádrž je pokrytá absorbentom. Táto dodatočná ochrana umožňuje efektívne absorbovať plyny, ktoré látka uvoľňuje z vnútra nádob.

Vrstva tepelnej izolácie na vonkajšej nádobe umožňuje znížiť tepelnú vodivosť na minimum.

Vnútorná nádoba tiež prechádza špeciálnou prípravou - je starostlivo vyleštená, aby získala dokonalú hladkosť. Aby sa zabránilo spusteniu procesu konvekcie, je na veku nainštalovaný penový valec.

Dewarove tanky

Vývoj Dewarových baniek mal významný vplyv na skladovanie a prepravu rôznych látok vrátane tekutého dusíka. Veľké nádoby, ktoré sa nazývajú „nádrže“, umožňujú skladovať a prepravovať látky vo veľkých objemoch. Môžu mať rôzny objem, až 50 litrov. V závislosti od účelu použitia si môžete vybrať buď veľmi malú alebo veľkú nádrž.

Charakteristickým znakom tohto plavidla sú mimoriadne odolné steny a držadlá pre ľahké prenášanie. Preprava cisterien pomocou držadiel je maximálne pohodlná a bezpečná aj pri zohľadnení nízkych teplôt prepravovanej látky - nehrozí tak popálenie rúk chladom.

Oblasti použitia Dewarových nádob

Rozšírili sa nádrže, ktoré umožňujú skladovanie a prepravu látok pri nízkych teplotách. To platí najmä pre prepravu a skladovanie tekutého dusíka. Takže si môžete kúpiť Dewarovu banku pre úplne iné aplikácie.

Liek. Kvapalný dusík našiel uplatnenie v neurochirurgii, gynekológii, otorinolaryngológii, neurochirurgii, chirurgii a ďalších oblastiach. S jeho pomocou sa odstraňujú malígne a benígne nádory a rôzne patologické tkanivá. Zákrok je zároveň rýchly a bezbolestný a nezostávajú po ňom žiadne jazvy.
Kozmetológia. V tejto oblasti si dusík získal nemenej popularitu. S jeho pomocou je možné zbaviť sa papilómov a bradavíc. Kryomasáž sa vykonáva dusíkom, v dôsledku čoho pokožka získava zdravú farbu, hladkosť a mladosť. Kryosauny sú ďalším miestom, kde sa bez Dewarovej banky jednoducho nezaobídete. Už za 2-3 minúty pobytu v kabínke s tekutým dusíkom môže človek začať efektívne chudnúť, omladzovať a zlepšovať stav pokožky.
Veterinárna medicína. Dewarove cisterny v tomto priestore môžu slúžiť ako kontajner na prepravu biomateriálov (používaných na umelú insemináciu zvierat).
Laboratóriá. Kvapalný dusík sa používa vo vedeckých spoločnostiach a laboratóriách. Okrem toho je takáto nádoba potrebná na uchovanie mnohých látok pri určitej teplote.
Strojárstvo a priemysel. Pomerne často sa dusík používa na dosiahnutie zvýšenej pevnosti kovových častí.
Varenie. Molekulárna kuchyňa... Pre tieto kulinárske lahôdky založené na fyzikálnom a chemickom procese si budete musieť kúpiť aj Dewarove banky. Chemické reakcie prebiehajú za účasti kvapalného dusíka. Pre reštaurácie pracujúce v tradičnom smere prípravy jedál je užitočný aj dusík. Pomáha okamžite schladiť jedlo.
Zábava. Dewarove tanky sú niečo, bez čoho sa nezaobídu mnohé zábavné predstavenia pre deti i dospelých.

Berúc do úvahy všetky vyššie uvedené skutočnosti, môžeme konštatovať: Kryogénne zariadenia, ako je Dewarova nádoba, sú rozšírené v mnohých odvetviach priemyslu a vedy. Navyše dopyt po ňom neustále rastie.

James Dewar (1842-1923) bol škótsky fyzik a chemik, ktorý žil v Londýne. Počas svojho života sa mu podarilo získať množstvo cien a medailí, urobiť neskutočné množstvo objavov, z ktorých mnohé zohrali dôležitú úlohu pri rozvoji exaktných vied. Medzi jeho úspechy vo fyzike je pozoruhodný jeho príspevok k štúdiu zachovania teploty pomocou zariadenia, ktoré vytvoril, nazývané „Dewarova banka“. Táto jednotka je určená na skladovanie rôznych látok pri zvýšených alebo nízkych teplotách.

História stvorenia

Dewarova banka je modernizovaná verzia zariadenia, ktoré vyvinul nemecký vedec Weinhold. Má však značné rozdiely. Weinholdov vynález mal podobu sklenenej skrinky s dvojitými stenami a Dewar tento dizajn výrazne upravil. Analogicky s krabicou bolo aj jej zariadenie dvojplášťové, medzi stenami tohto zariadenia sa vytvorilo vákuum a tie boli postriebrené a aby sa znížilo vyparovanie kvapaliny, hrdlo zariadenia bolo zúžené.

Aplikácia

Dnes sa výroba Dewarových nádob dostala do priemyselného rozsahu, pretože sa používajú všade nielen v rôznych priemyselných odvetviach, ale aj v každodennom živote. Málokto vie, že termoska je aj Dewarova banka. Čo sa týka priemyslu, na iné kryokvapaliny sa tu najčastejšie používajú Dewarove nádoby. Toto zariadenie sa často používa aj vo veterinárnej medicíne a medicíne na skladovanie rôznych biologických materiálov.

Keďže rôzne typy nádob majú rôzne účely, používajú sa rôznymi spôsobmi, aj keď vo všetkých prípadoch je potrebné obsah pred umiestnením do nádoby zohriať na vhodnú teplotu, teda zahriať alebo ochladiť. Teplota látky, ktorá sa nachádza vo vnútri zariadenia, sa udržiava v dôsledku dvoch faktorov: tepelnej izolácie a procesov, ktoré s ňou prebiehajú.

Termoska

Najznámejším a najobľúbenejším typom Dewarovej nádoby je termoska. Začiatkom 20. storočia Reynold Burger mierne upravil toto zariadenie, aby bolo vhodné pre domáce použitie. Sklenená banka bola umiestnená v kovovom obale, čím bola bezpečnejšia a odolnejšia, a zátka, ktorá bola nainštalovaná na Dewarovej banke, bola nahradená zátkou a viečkom.

Pôvodne vynálezca počítal s tým, že takéto zariadenie bude slúžiť na skladovanie potravín, no vďaka tomu sa termoska stala populárnou práve preto, že dokázala udržať teplotu nápojov po dlhú dobu. Za narodeniny termosky možno považovať 30. september 1903, keďže práve v tento deň získal Burger patent na svoj vynález a začal s výrobou.

Tým sa však príbeh nekončí. Dewar, ktorý sa dozvedel, že vylepšená verzia jeho zariadenia zaznamenala komerčný úspech a pomohla Burgerovi zarobiť slušné peniaze, podal žalobu. No keďže jeho zariadenie nebolo patentované, súd jeho tvrdeniam nevyhovel.

Dewarova banka, ktorú vynašiel škótsky vedec, si získala širokú popularitu takmer okamžite po svojom narodení a dodnes ju nestratila. Je široko používaný ako v priemysle, tak aj v každodennom živote, čo z neho robí jeden z najdôležitejších

Fragment patentovej prihlášky

Fyzici Karol Olszewski a Zygmunt Wroblewski použili na uskladnenie skvapalnených plynov dvojstennú sklenenú schránku so vzduchom odčerpávaným z medzistenového priestoru. Tento kontajner vyvinul nemecký fyzik Adolf Ferdinand Weinhold.

Zariadenie

Pôvodná Dewarova banka bola sklenená banka s dvojitými stenami, medzi ktorými sa odčerpával vzduch. Na zníženie straty žiarenia boli oba vnútorné povrchy banky potiahnuté reflexnou vrstvou. Dewar použil ako reflexný povlak striebro. Podobný dizajn sa používa v moderných lacných domácich termoskách.

Moderné dizajny

Moderné Dewarove plavidlá sú konštrukčne navrhnuté trochu inak. Vnútorné a vonkajšie nádoby sú vyrobené z hliníka alebo nehrdzavejúcej ocele. Tepelná vodivosť materiálu nie je dôležitá, ale veľkú úlohu zohráva pevnosť a hmotnosť. Krk spája vnútorné a vonkajšie cievy. V dewarových nádobách s objemom do 50 litrov je vnútorná nádoba pripevnená len na hrdlo a zažíva veľkú fyzickú námahu. Má tiež vysoké požiadavky na tepelnú vodivosť. Tie. Krk by mal byť silný, ale tenký. V bežných nádobách je hrdlo vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. U kvalitných Dewarových baniek je hrdlo vyrobené z odolného vystuženého plastu. To vyvoláva problém vákuovo nepriepustného upevnenia kovu a plastu. Vonkajšia strana vnútornej nádoby je pokrytá adsorbentom, ktorý po ochladení absorbuje zvyškové plyny z vákuovej dutiny. Pre zníženie tepelných strát je vnútorná nádoba pokrytá dodatočnou tepelnou izoláciou. Na zníženie prenosu tepla konvekciou je na dewarovom veku pripevnený penový valec, ktorý hrdlo netesní. Vákuová dutina sa evakuuje na tlak 10-2 Pa. Od postriebrenia vnútorných povrchov sa upustilo a nahradilo ho leštenie.

Moderné Dewarove nádoby majú nízke straty odparovaním: od 1,5 % za deň pre veľké nádoby do 5 % za deň pre malé objemy.

Hélium Dewars

Schéma héliovej Dewarovej banky
1 - hrdlo na plnenie dusíka;
2 - hlava s kovaním;
3 - hrdlo nádoby s héliom;
4 - nádoba na kvapalný dusík;
5 - tepelné clony;
6 - nádoba na tekuté hélium;
7 - tepelná izolácia;
8 - adsorbent

Odkazy

Technická charakteristika, skladovanie dusíka v Dewarovej nádobe

Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo sú „Dewarove nádoby“ v iných slovníkoch:

- (pomenované podľa J. Dewara) nádoby s dvojitými stenami, medzi ktorými je vytvorené vákuum [najmenej 1,33 mn/m2 (10 5 mm Hg)], ktoré zabezpečuje vysokú tepelnú izoláciu látky nachádzajúcej sa vo vnútri nádoby. Prestup tepla v D. s. prakticky sa to deje...

dewarova nádoba- Dewarove nádoby: a, b sklo; v kovových na kvapalné plyny (dusík a hélium). DEWAR VESSEL, banka s dvojitými stenami zvnútra postriebrenými, z priestoru medzi ktorými sa odčerpával vzduch. Tepelná vodivosť riedeného plynu medzi stenami... ... Ilustrovaný encyklopedický slovník

Banka s dvojitými stenami zvnútra postriebrenými, z priestoru medzi nimi sa odčerpáva vzduch. Tepelná vodivosť riedeného plynu medzi stenami je taká malá, že teplota látok umiestnených v Dewarovej banke zostáva dlho konštantná... encyklopedický slovník

Nádoba s dvojitými stenami, medzi ktorými je vytvorené vákuum minimálne 1,33 mN/mI (10–5 mm Hg), čo zabezpečuje vysokú tepelnú izoláciu vnútorného objemu nádoby. Navrhol anglický fyzik J. Dewar v roku 1898. Najjednoduchšia Dewarova banka... ... Encyklopédia techniky

- [v mene angličtiny. fyzik a chemik J. Dewar (1842 1923)] nádoba s dvojitými stenami, medzi ktorými vzniká vákuum, ktoré zabezpečuje vysokú tepelnú izoláciu vo vode nachádzajúcej sa vo vnútri nádoby. Malý D. s. zo skla, nádob...... Veľký encyklopedický polytechnický slovník

Dewarova banka na tekutý kyslík je nádoba určená na dlhodobé skladovanie látok pri vysokých alebo nízkych teplotách. Pred vložením do Dewarovej banky sa látka musí zahriať alebo ochladiť. Konštantná teplota... ... Wikipedia

Dewarova banka- Špeciálna chladiaca nádoba na zmrazovanie a uchovávanie spermií producentov v tekutom dusíku. Ide o dvojplášťovú nádobu z hliníkových zliatin alebo nehrdzavejúcej ocele. Medzi stenami je umiestnená špeciálna tepelná izolácia. Pre zvýšenie… Pojmy a definície používané v chove, genetike a reprodukcii hospodárskych zvierat

- (z Cryo... a gréckych stavov stojacich, nehybných) Termostat, v ktorom je pracovná jednotka alebo skúmaný objekt udržiavaný na teplotách nižších ako 120 K (kryogénne teploty) vplyvom vonkajšieho zdroja chladu. Zvyčajne ako... Veľká sovietska encyklopédia

Kryogénne teploty, typicky teploty pod bodom varu kvapalného vzduchu (asi 80 K). Takéto teploty sa zvyčajne počítajú od absolútnej nuly (pozri absolútnu nulu) teploty (273,15 °C alebo 0 K) a vyjadrujú sa v kelvinoch... ... Veľká sovietska encyklopédia