低温绝热容器杜瓦瓶.课件

1、分析低温绝热容器 杜瓦的结构及特点第1页，共27页。主要参考参考文献：制冷与低温工程实验技术再加其他参考：老师的教案、百度百科 修改一下第2页，共27页。主要内容杜瓦的发展历史杜瓦的结构 杜瓦结构的特点第3页，共27页。杜瓦的发展历史 杜瓦瓶（Dewar flask）是储藏液态气体，低温研究和晶体元件保护的一种较理想容器和工具。 古罗马时期人们就已经知道，双层容器能保暖。在庞贝城的废墟中，人们曾挖出过一个双层容器 现代的杜瓦瓶是苏格兰物理学家和化学家詹姆斯-杜瓦爵士发明的。1892年，杜瓦吩咐伯格将玻璃吹制一个特殊的玻璃瓶。 现在的各式低温绝热容器都是在最初杜瓦上发展而来的。 第4页，共27页

2、。第5页，共27页。杜瓦发展历史 后来，伯格用镍制造外壳，保护易碎的玻璃瓶胆。起初，这种杜瓦瓶仅在实验室、医院和探险队中使用，以后在野餐或乘火车时也使用起来。 1925年，开始有大众化的廉价塑料热水瓶出售。 第6页，共27页。第7页，共27页。杜瓦的结构1.玻璃杜瓦瓶第8页，共27页。第9页，共27页。玻璃杜瓦瓶的金属盖第10页，共27页。杜瓦的结构2.金属杜瓦瓶第11页，共27页。第12页，共27页。绝热的目的绝热：减少或抑制从环境介质传入的热量(由导热、对流和辐射引起) 绝热在低温技术中有特殊的重要性得到低温液体的功耗很大低温液体与环境温度温差大，周围环境是个很大的热源低温试验中创造低温环

3、境时，为排除周围环境的影响也要用绝热技术第13页，共27页。杜瓦原理热量主要传递方式1、热传导2、热对流3、热辐射第14页，共27页。杜瓦原理绝热方法分类堆积绝热高真空绝热真空粉末绝热高真空多层绝热高真空多屏绝热第15页，共27页。杜瓦原理导热系数温度升高，导热系数增大压力降低，导热系数降低密度增大，导热系数增大含湿量降低，导热系数降低环境气体改变，导热系数也随之改变比热数值越大，降温时所需的冷量就越多线性膨胀系数线性膨胀系数越小，绝热结构降温时收缩或破裂的可能性就越小大多数材料的线性膨胀系数随温度的降低而显著减小第16页，共27页。杜瓦原理高真空绝热定义：将绝热空间抽至1mPa的真空度，以消

4、除绝热空间的气体对流换热和绝大部分气体导热的一种绝热型式。主要应用结构：杜瓦双层结构（减少热对流）第17页，共27页。杜瓦原理堆积绝热定义：选用导热系数小的绝热材料装填在需要绝热的部位上以达到绝热的目的。基本要求：坚固不易脱落；足够的厚度；防热桥；防潮主要漏热：导热主要应用结构：杜瓦顶盖、绝热弹性垫（减少热传递）第18页，共27页。杜瓦原理真空粉末绝热在绝热空间填充多孔性绝热材料(粉末或纤维)，再将绝热空间抽到一定真空度(1-0.1Pa)的绝热型式主要应用结构：杜瓦容器真空层装填绝热材料。（从常温液氮温区，辐射传热是主要的漏热。此辐射漏热小于高真空绝热中的辐射漏热，所以此温区绝热性能优于高真空

5、绝热。 从液氮温区液氦温区，固体热导是主要漏热。此漏热大于高真空绝热。所以此温区绝热性能不如高真空绝热。）（减少热辐射、热传导）第19页，共27页。杜瓦原理高真空多层绝热在高真空(真空度达10-2Pa以上)绝热空间内交替装有许多具有高反射能力的辐射屏与具有低热导率的间隔物因绝热性能非常好，常被称为 “超级绝热”第20页，共27页。杜瓦原理第21页，共27页。杜瓦原理高真空真空粉末高真空多层；第22页，共27页。杜瓦原理高真空多屏绝热一种多层防辐射屏与传热屏相结合的绝热结构机理：传热屏蒸发气体吸收显热，降低壁温，抑制辐射传热，从而提高绝热效果。第23页，共27页。杜瓦原理第24页，共27页。杜瓦原理类型真空度/Pa夹层材料主要漏热应用场合堆积绝热常压或微正压泡沫/粉末/纤维导热大型储罐，要求不高的场合高真空绝热10-3无辐射实验室规模小型杜瓦瓶真空粉末绝热1-0.1粉末/纤维常温-77K 辐射77-4.2K固体热导大中型储槽、设备高真空多层绝热10-2辐射屏+间隔物的多层材料导热LO2、LH2、LHe