دوئر چیست
دوئر ظرف عایق بندی شده ای است که برای نگهداری کرایوژن ها استفاده می شود. اکثر مخازن دو جداره و عایق خلاء هستند. برخی نیز از مواد بسته بندی عایق در ژاکت خلاء استفاده می کنند. دیوارهای مورد استفاده برای ذخیره موقت کرایوژن ها ممکن است از عایق فوم ساخته شوند. برای اطلاعات در مورد انواع مختلف دوارهای برودتی که در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یافت می‌شوند و شرح نحوه استفاده از آنها، به زیر مراجعه کنید.
مشخصات دوئر چیست
Dewar با نام مخازن کرایوژنیک هم شناخته شده است. برای ذخیره سازی نمونه، انتقال کرایوژن ها مورد استفاده قرار می گیرد. برای ذخیره سازی موقت کرایوژن ها روی میز برای غوطه وری نمونه ها و به عنوان فلاسک استفاده می شود. تحت هیچ شرایطی نباید کرایوژن ها را در ظرفی که به طور خاص برای نگهداری یا حمل و نقل برودتی طراحی نشده است، ذخیره یا حمل کرد. ظروف عایق نوشیدنی، ظروف آزمایشگاهی شیشه ای و سایر ظروف غیرمجاز برای تهویه مناسب یا مقاومت در برابر دماهای برودتی طراحی نشده اند و نباید مورد استفاده قرار گیرند.
مایعات برودتی مانند نیتروژن مایع و آرگون در دو سایز مخزن بزرگ از جنس استنلس استیل بر روی چرخ‌هایی قرار دارند که از دیوارهای تحت فشار ساخته شده‌اند که ظرفیت آنها بین 60 تا 265 لیتر است. این مخازن بزرگ و تحت فشار را می توان برای توزیع کرایوژن مایع استفاده کرد، اما همچنین می تواند در مواقعی که حجم بالایی از گاز برای فرآیندهای آزمایشگاهی مورد نیاز است استفاده شود. تجهیزاتی که در زیر توضیح داده شده است یک نوع متداول مخزن نیتروژن مایع است.
انواع دوئر یا مخزن کرایوژنیک
انواع مختلفی از مخازن برودتی وجود دارند، در حالی که یک پیکربندی رایج شامل مخازن استوانه ای دو جداره است که مخازن داخلی از فولاد ضد زنگ و مخازن بیرونی ساخته شده از فولاد کربنی با مواد عایق پر شده است. تنظیمات با خلاء بالا برای به حداقل رساندن تلفات گرما در محل قرار داده شده است. انتخاب به مایع خاصی که حاوی آن است و اندازه و ظرفیت ذخیره سازی مورد نیاز بستگی دارد. برخی از اشکال رایج برای یک مخزن برودتی عبارتند از:
- ظروف آزمایشگاهی
- Rangers
- Dewars
- ظروف برودتی
- مخازن برودتی
- مخازن برودتی با کف تخت
- مخازن برودتی برای کامیون ها
- کانتینرهای ISO برای ذخیره برودتی تحت فشار
تنظیمات فشار دوئرها
تنظیمات فشار استاندارد صنعتی برای دوئرهای نیتروژن مایع آنها را به سه دسته فشار کم، فشار متوسط و فشار بالا طبقه‌بندی می‌کند که بسته به فشار عملیاتی مخزن متفاوت است. تنظیمات فشار برای دریچه ایمنی معمولاً توسط سازنده به شرح زیر تعیین می‌شود:
- فشار کم
- 22 psig
- فشار متوسط
- 230 psig
- فشار بالا
- 350 psig
مخازن فشار کم برای برداشت مایع استفاده می‌شوند. مخزن های فشار متوسط و بالا برای برداشت گاز استفاده می‌شوند. برداشت مایع از دوئرهای فشار متوسط یا بالا توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است باعث پاشش و یا حرکت ناگهانی خط انتقال شود و خطر مواجهه و سوختگی‌های کرایوژنیک را افزایش دهد. فقط مخازن فشار کم برای برداشت نیتروژن مایع استفاده می‌شوند.
دوئرهای کم فشار
از مخزن های کم فشار فقط برای تامین مایع برودتی استفاده می شود.
تنظیم شیر فشار شکن: 22 psi در یک دیوار نیتروژن مایع با فشار کم، فشار داخل ظرف از طریق نشت حرارت معمولی سیلندر حفظ می شود. با گرم شدن مایع، تبخیر می شود و تقریباً 700 برابر حجم مایع خود منبسط می شود که فشار داخل ظرف را افزایش می دهد. هنگامی که فشار به 22 psi رسید، به طور خودکار از شیر فشار شکن خارج می شود. در صورت از کار افتادن شیر تخلیه، دیسک پارگی اضطراری فشار اضافی را تخلیه می کند تا سیلندر خراب نشود.
برای انتقال گاز از دیوارهای فشار متوسط و بالا استفاده می‌شود. دو نوع دیوار بسیار شبیه به هم عمل می‌کنند اما در میزان کرایوژن مایعی که می‌توانند داشته باشند با هم تفاوت دارند. فشار انتقال گاز با فشار عملیاتی مخزن یکسان نیست. فشار تحویل باید با استفاده از یک تنظیم‌کننده جداگانه متصل به اتصالات مصرف گاز کنترل شود. مخازن فشار متوسط و پرفشار با استفاده از یک سیم‌پیچ بخارساز در جدار بیرونی دیوار عایق شده با خلاء، فشار داخلی را افزایش می‌دهند. هنگامی که شیر فشار باز می‌شود، مایع وارد کویل شده و گرم می‌شود، تبخیر شده و به گاز تبدیل می‌شود.
هنگامی که فشار داخلی سیلندر به نقطه تنظیم فشار کاهش می‌یابد (230 psi برای فشار متوسط، 350 psi برای فشار بالا)، دریچه تخلیه باز می‌شود و گاز را تخلیه می‌کند تا فشار کاهش یابد. در صورت از کار افتادن شیر تخلیه، دیسک پارگی اضطراری فشار اضافی را تخلیه می‌کند تا سیلندر خراب نشود. برای تنظیمات فشار و نرخ جریان توصیه شده برای تجهیزات خود، به دفترچه راهنمای عملیات سازنده تجهیزات مراجعه کنید. اگر سرعت جریان بیش از حد زیاد باشد، گاز حاصل از دیوار بسیار سرد خواهد بود و ممکن است منجر به تجمع بیش از حد یخ در کنترل‌ها و دریچه‌های دیوار و آسیب به تجهیزات متصل شود.
نحوه استفاده از مخازن کرایوژنیک
دوئرهای کرایوژنیک گازهای برودتی مانند نیتروژن مایع، اکسیژن مایع، هلیوم مایع و هیدروژن مایع را ذخیره، توزیع یا انتقال می دهند. در اینجا چند مورد از کاربردهای فراوان ظروف دور آورده شده است. یک محقق ممکن است از دیوار برای توزیع نیتروژن مایع یا هلیوم برای آزمایش استفاده کند. مخازنی وجود دارند که به طور خاص برای مطالعه ابررسانایی ساخته شده اند. در ظروف Dewar، جنین ها را برای درمان باروری ذخیره می کنند.
از آنجایی که فضای خلاء عایق خوبی است، دیوارها از تبدیل مایعات فوق سرد به گاز جلوگیری می کنند. به عنوان مثال، نیتروژن مایع در دمای -320 درجه فارنهایت (77K، -195.79 درجه سانتیگراد) “بجوش” میآید یا از مایع به گاز تبدیل می شود. هلیوم مایع در دمای پایین‌تر -452.1 درجه فارنهایت (4 کلوین، -269 درجه سانتیگراد) می‌جوشد.
سخن پایانی
در این مقاله در خصوص اینکه دوئر چیست صحبت کردیم . به طور خلاصه ظرف دوئر که گاهی فلاسک یا مخزن کرایوژنیک نامیده می شود – ظرفی است با فضای خلاء بین مایع سرد و دیواره های بیرونی ظرف. سر جیمز دوار بیش از 100 سال پیش هیدروژن مایع را توسعه داد و در سال 1892 ظرفی را طراحی کرد تا گاز مایع را به اندازه کافی سرد نگه دارد تا مطالعه شود. دوئر می تواند بسیار ساده باشد. Dewar هایی که برای مصارف خاص ساخته می شوند می توانند دارای ویژگی هایی مانند درب، ورودی، خروجی، دریچه و سنج باشند.
بدون دیدگاه