О КОМПАНИИ
ООО "ВиАТорг"
г. Белгород
ПРОДУКЦИЯ
Cосуды Дьюара криобиологические
КОНТАКТЫ
Связь с нами

ПРОДУКЦИЯ
Cосуды криобиологические (Сосуды Дьюара)



КОНТАКТЫ
ООО "ВиАТорг", г. Белгород
Компания "ВиАТорг" официальный представитель Харьковского завода транспортного оборудования в России поставляет криобиологические сосуды (Сосуды Дьюара) по России и странам СНГ.
У нас Вы можете купить Сосуды Дьюара недорого

E-mail:viatorg@yandex.ru

СТАТЬИ
Биотехнологии, принципы и применение


Партнеры
Объявления


Популярное
Интересные факты криобиологии
Мутагенез и отбор
В прошлом для увеличения продуктивности штаммов обычно использовали мутагенез и отбор: именно таким путем удалось повысить выход антибиотиков, синтезируемых грибами и акти-номицетами. Рис. 7.1 иллюстр ...

Модифицированные клетки и образуемые ими вещества
Моноклональные антитела Еще до разработки технологии гибридом, позволившей полу­чать гомогенные антитела, большое влияние на развитие кли­нической медицины оказали «обычные» антитела. Отметим, что нар ...

Роль биотехнологии в производстве высококачественного топлива
Роль биотехнологии в производстве высококачественного топлива («premium fuels») из биологиче­ского сырья. Начнем с того, что термин «биомасса», который многими микробиологами понимается в относительно ...

Включение ДНК в плазмидные и фаговые векторы
Обычно выбор вектора определяется штаммом хозяина, кото­рый используется для экспрессии клонированной ДНК. Если в роли хозяина выступает Е. coli, плазмидный вектор скорее всего представляет собой прои ...

Новейшие успехи биотехнологии проявляются в практической медицине
Особенно ярко новейшие успехи биотехнологии проявляются в практической медицине главным образом потому, что их рас­пространение из лабораторий в промышленность, а затем и в клинику происходит в послед ...

Принципы и применение
Совсем недавно слово «биотехнология» отсутствовало в нашем языке; вместо него мы употребляли слова «промышленная мик­робиология», «техническая биохимия» и т. п. Новый термин, объединивший в себе все п ...

Слияние клеток животных
Осуществить слияние клеток и получить внутри- или межви­довые гибриды клеток млекопитающих методически проще, чем в случае микроорганизмов или растений, так как клетки млеко­питающих не имеют клеточно ...

Перколяционные фильтры
Перколяционный фильтр был самой первой системой, приме­ненной для биологической переработки отходов, причем его конструкция фактически не изменилась со временени создания в 1890 г. Эта система использ ...

Материалы, подверженные биоповреждениям
При описании биоповреждений легче всего проводить их клас­сификацию по типу продукта. Однако это оказывается затруд­нительным, если мы имеем дело со сложными продуктами, на­пример с красками, где встр ...

Внутри- и внеклеточное накопление металлов микроорганизмами
О прямом накоплении металлов микроорганизмами уже шла речь в предыдущих разделах. Теперь мы рассмотрим лежащие .в основе этого явления биохимические процессы и возможности их использования в прикладно ...

Vacuum flask
Vacuum flaskFrom Wikipedia, the free encyclopediaThis article is about the vacuum-insulated flask. For the flask used in filtration under vacuum, see Buchner flask.A large stainless steel dewar of liq ...

Спирт
Производство перегнанного спирта моложе, чем неперегнанных спиртных напитков, но и его корни теряются в веках. Для по­лучения напитка, содержащего 40% (по объему) спирта, нужна перегонка. Ее и сегодня ...

Глюкозоизомераза
«Королевой» иммобилизованных ферментов в промышленности можно считать глюкозоизомеразу, которая катализирует пре­вращение глюкозы во фруктозу. Коммерческие препараты ее известны под фирменным название ...

Удобрения
Потребность в более дешевых высококачественных белках жи­вотного происхождения непрерывно возрастает, а число работ­ников сельского хозяйства, призванных удовлетворять эту рас­тущую потребность, все в ...

Возможности применения бактериального выщелачивания
Из-за огромных масштабов операций по выщелачиванию отва­лов активность бактерий, развивающуюся в ходе процесса, мож­но контролировать только в ограниченной степени. Для наибо­лее эффективного использо ...

Ферменты
Ферменты составляют основу многих тестов, используемых в клинической медицине. Они все чаще применяются при авто­матизированном анализе и биохимическом скрининге жидко­стей тела, которые ведутся в био ...

Антибиотики и стероиды
Антибиотики (группа веществ микробного происхождения) играют большую роль в нашей жизни. В медицине и ветерина­рии они с успехом применяются как противомикробные и про­тивоопухолевые препараты; с их ...

Фермер - предшественник современных биотехнологов
Зрелище возделанных полей стало для нас настолько привычно, что мы не замечаем искусственности такого пейзажа. Между тем очевидно, что деятельность живущих на Земле людей очень сильно сказывается на е ...

Топлива и смазочные материалы
К этой группе веществ относятся прежде всего фракции нефти с четко выраженными гидрофобными свойствами. При их кон­такте с водой может происходить целый ряд процессов с уча­стием микроорганизмов. Подо ...

Производство алкогольных напитков
Получение напитков путем спиртового брожения — одно из древнейших бродильных производств. Первыми из таких напит­ков были, видимо, вино и пиво. До появления работ Пастера в конце XIX в. о сути п ...


Сжиженные газы хранят в сосудах Дьюара
О Сосудах Дьюара


Сжиженные газы хранят в сосудах ДьюараСжиженные газы хранят в сосудах Дьюара, которые представляют собой стеклянные или металлические колбы с двойными стенками (рис. 1). Из пространства между стенками откачан воздух, что приводит к уменьшению их теплопроводности. Так как весь воздух выкачать невозможно, то оставшиеся молекулы будут переносить теплоту от окружающей среды к содер­жимому сосуда Дьюара. Эта остаточная теплопроводность стенок приводит к тому, что находящийся в сосуде сжижен­ный газ непрерывно испаряется. При заполнении сосуда Дьюара жидким азотом, температура кипения которого при нормальном атмосферном давлении равна 77,3 К, оказа­лось, что за единицу времени испарилась масса M1 азота. Какая масса газа испарится из этого же сосуда за единицу времени, если его заполнить жидким водородом, температура кипения которого равна 20,4 К? Температура окружаю­щей среды в обоих случаях равна 300 К.
Перенос теплоты происходит при таких отклонениях от состояния термодинамического равновесия, когда различ­ные части системы имеют разную температуру. При обычных условиях механизм теплопроводности газа заключается в следующем: молекулы из более «горячей» области в ре­зультате хаотического движения перемещаются по всем направлениям и, сталкиваясь с моле­кулами из более «холодных» облас­тей, передают им часть своей энергии. Каждая молекула может перенести «избыток» тепловой энергии на рас­стояние порядка средней длины свободного пробега λ. Поэтому полный поток теплоты от участка с более вы­сокой температурой к участку с более низкой температурой пропорционален концентрации молекул n и их сред­ней длине свободного пробега.
Каждая из величин n и λ зависит от давления, при котором находится газ. Но их произведение не зависит от давления.

nλσ≈1   (1)

Величина σ=Πd2 (d — диаметр молекулы) от давления не зависит. Поэтому не зависит от давления и произведение nλ, хотя концентрация молекул n пропорциональна давле­нию.
Таким образом, при обычных условиях теплопровод­ность газа не зависит от Давления, ибо все остальные ве­личины, входящие в выражение для потока теплоты (раз­ность температур, площадь стенок и расстояние между ними), также не зависят от давления.
Так зачем же в сосудах Дьюара откачивают воздух из пространства между стенками? Все дело в том, что при очень низком давлении газа, когда длина свободного пробега молекул оказывается больше расстояния между стенками, механизм теплопроводности становится другим! молекулы газа свободно пролетают от одной стенки до другой, не сталкиваясь друг с другом, и переносят «избыток» энергии непосредственно от стенки к стенке. Теперь теплопро­водность не зависит от длины свободного пробега молекул — важно лишь, чтобы она превышала расстояние между двойными стенками сосуда. Так как поток теплоты, разу­меется, и в этом случае пропорционален концентрации мо­лекул, то чем ниже давление оставшегося между стенками воздуха, тем меньше будет его теплопроводность.
Для того чтобы оценить поток теплоты от наружной стенки сосуда Дьюара к холодной внутренней стенке, будем считать, что каждая молекула воздуха, покидая стенку сосуда, имеет энергию, соответствующую температуре этой стенки. Сталкиваясь с другой стенкой, молекула целиком передает ей свою энергию. Другими словами, мы считаем, что взаимодействие молекул со стенкой носит характер неупругого удара. Если бы удар молекул о стенку был аб­солютно упругим, то молекулы газа вообще не переносили бы тепла.
Будем считать, что наружная стенка сосуда имеет тем­пературу Т0, равную температуре окружающей среды. Находящийся в сосуде Дьюара сжиженный газ все время понемногу выкипает, поэтому, несмотря на непрерывный подвод теплоты, его температура остается неизменной. Гор­лышко сосуда Дьюара держится открытым, чтобы испа­рившийся газ мог свободно выходить в атмосферу — в противном случае сосуд непременно взорвется вследствие непрерывного роста давления. Таким образом, температура внутренней стенки равна температуре кипения T1 сжижен­ного газа при атмосферном давлении.
Поток энергии, переносимый молекулами воздуха от горячей стенки к холодной, пропорционален энергии уле­тающей молекулы (т. е. температуре горячей стенки Т0) и числу молекул z, покидающих горячую стенку за единицу времени. Сколько же молекул покидают горячую стенку? Очевидно, столько же, сколько прилетает к ней от холодной стенки. Число таких молекул пропорционально концент­рации молекул, имеющих температуру холодной стенки Т1 и их средней скорости ‹v1›:

z~n1‹v1›   (2)

Поэтому поток энергии от горячей стенки к холодной про­порционален произведению T0z~T0n1‹v1›. Аналогично, по­ток энергии, переносимый молекулами от холодной стенки к горячей, пропорционален произведению T1z~T1n1‹v1›. Следовательно, поток теплоты Q от горячей стенки к холодной, равный разности встречных потоков энергии, пропор­ционален разности температур, концентрации и средней скорости молекул:
 
Q~(T0-T1)n1‹v1›  (3)
 
Какова же концентрация n1 «холодных» молекул воз­духа в пространстве между стенками? Если обозначить через n0 концентрацию «горячих» молекул, т. е. тех, которые покинули наружную стенку, то сумма n1+n0 равна полной концентрации воздуха n между стенками:

n=n1+n0    (4)

Как уже отмечалось, к горячей стенке прилетает в единицу времени столько же молекул, сколько и к холодной. По­этому

n1‹v1›=n0‹v0›    (5)
Так как средняя скорость пропорциональна корню из тер­модинамической температуры, то из равенства (5) имеем
 

скорость пропорциональна корню из тер­модинамической температуры

(6)
 
Подставляя n0 в соотношение (4), находим
 

скорость пропорциональна корню из тер­модинамической температуры

(7)
 
Теперь выражение (3) для потока теплоты можно переписать в виде

скорость пропорциональна корню из тер­модинамической температуры

(8)

За счет этого потока теплоты за единицу времени испаряется масса сжиженного газа M1, равная отношению Q к удельной теплоте парообразования Λ:
 

скорость пропорциональна корню из тер­модинамической температуры

(9)
 
Точно такое же выражение будет справедливо и в том слу­чае, когда сосуд Дьюара заполнен другим сжиженным га­зом, у которого температура кипения равна Т2, а удельная теплота парообразования равна Λ2. Все опущенные в qbop-муле (9) коэффициенты пропорциональности не зависят от того, какой именно газ находится в сосуде. Поэтому для отношения масс разных газов, испаряющихся за единицу времени из одного и того же сосуда Дьюара, получим
 

скорость пропорциональна корню из тер­модинамической температуры

(10)
 
Подставляя сюда значения удельной теплоты парообразо­вания водорода Λ2=4,5*105 Дж/кг, азота Λ1=2,0*106 Дж/кг и их температуры кипения T2=20,4 К, T1=77,3 К, найдем M2/M1≈0,34.
Получилось, что по массе водород выкипает из сосуда Дьюара медленнее азота, хотя температура кипения во­дорода ниже. Однако со скоростью выкипания но объему все обстоит иначе. Плотность жидкого водорода равна примерно 0,07 г/см3, азота 0,8 г/см3, поэтому для отно­шения объемов испарившихся водорода V2 и азота V1 получаем V2/V1 =3,89, т. е. водород выкипает приблизи­тельно в 4 раза быстрее азота.
Из формулы (9) видно, что масса испаряющегося газа пропорциональна концентрации п оставшегося между стен­ками сосуда Дьюара воздуха. Поэтому теплоизоляция будет тем лучше, чем этого воздуха меньше. Обычно сосуды Дьюара откачивают до высокого вакуума (10-3—10-5 мм рт. ст.). Это соответствует концентрации оставшегося воз­духа n=p/kT0~1011—1013 см-3. При таких концентрациях длина свободного пробега будет составлять, как видно из соотношения (1), величину порядка λ≈1/(nΠd2)~10—103см. Расстояние между двойными стенками  l обычно равно не­скольким миллиметрам. Поэтому при таком давлении оставшегося воздуха средняя длина свободного пробега значительно превышает расстояние между стенками и механизм теплопроводности именно такой, какой рассмот­рен в задаче.
При давлении воздуха между стенками порядка 10-2 мм рт. ст. длина свободного пробега становится сравнимой с расстоянием между стенками. Поэтому откачка до такого или большего давления вообще лишена смысла, поскольку в таких условиях теплопроводность воздуха не зависит от давления.
Поверхности стенок сосуда, образующих вакуумное пространство, обычно покрываются тонким слоем серебра, чтобы уменьшить лучистый теплообмен между стенками. Поэтому в данной задаче мы не учитывали лучистую состав­ляющую теплового потока.
Сосуды Дьюара используются и для хранения веществ при температуре более высокой, чем температура окружающей среды. Распространенные в быту термосы представ­ляют собой стеклянные сосуды Дьюара, заключенные в металлическую или пластмассовую оболочку для защиты от повреждений.



Другие новости по теме:

  • Cосуд Дьюара
  • Криобиологические сосуды (Сосуды Дьюара)
  • Криобиологические сосуды (Сосуды Дьюара)
  • Азот
  • Технические характеристики криобиологических сосудов (сосудо Дьюара)


  •  (голосов: 0)

    ООО "ВиАТорг" © 2009
    Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru