低温绝热容器杜瓦瓶.课件.ppt

分析低温绝热容器分析低温绝热容器 杜瓦的结构及特点杜瓦的结构及特点第1页，共27页主要参考主要参考参考文献：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页杜瓦的结构杜瓦的结构1.玻璃杜瓦瓶玻璃杜瓦瓶第8页，共27页第9页，共27页玻璃杜瓦瓶的金属盖玻璃杜瓦瓶的金属盖第10页，共27页杜瓦的结构杜瓦的结构2.金属杜瓦瓶金属杜瓦瓶第11页，共27页。

第12页，共27页绝热的目的绝绝热热：减减少少或或抑抑制制从从环环境境介介质质传传入入的的热热量量(由由导导热热、对对流流和辐射引起和辐射引起)绝热在低温技术中有特殊的重要性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得到低温液体的功耗很大低低温温液液体体与与环环境境温温度度温温差差大大，周周围围环环境境是是个个很很大大的的热热源源低低温温试试验验中中创创造造低低温温环环境境时时，为为排排除除周周围围环环境境的的影影响响也要用绝热技术也要用绝热技术第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绝热方法分类堆积绝热堆积绝热高真空绝热高真空绝热真空粉末绝热真空粉末绝热高真空多层绝热高真空多层绝热高真空多屏绝热高真空多屏绝热第15页，共27页杜瓦原理导热系数导热系数温度升高，导热系数增大温度升高，导热系数增大压力降低，导热系数降低压力降低，导热系数降低密度增大，导热系数增大密度增大，导热系数增大含湿量降低，导热系数降低含湿量降低，导热系数降低环境气体改变，导热系数也随之改变环境气体改变，导热系数也随之改变比热比热数值越大，降温时所需的冷量就越多数值越大，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高真空绝热定义：将绝热空间抽至定义：将绝热空间抽至1 1mPamPa的真空度，以消除绝热空间的的真空度，以消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）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堆积绝热定定义义：选选用用导导热热系系数数小小的的绝绝热热材材料料装装填填在在需需要要绝绝热热的的部部位位上以达到绝热的目的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：导热主要漏热：导热主要应用结构：杜瓦顶盖、绝热弹性垫（减少热传递）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真空粉末绝热在绝热空间填充多孔性绝热材料在绝热空间填充多孔性绝热材料(粉末或纤维粉末或纤维)，再将绝热，再将绝热空间抽到一定真空度空间抽到一定真空度(1(1-0.10.1Pa)Pa)的绝热型式的绝热型式主要应用结构：杜瓦容器真空层装填绝热材料主要应用结构：杜瓦容器真空层装填绝热材料。

从常温从常温液氮温区，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绝空绝热中的辐射漏热，所以此温区绝热性能优于高真空绝热从从液液氮氮温温区区液液氦氦温温区区，固固体体热热导导是是主主要要漏漏热热此此漏漏热热大大于高真空绝热所以此温区绝热性能不如高真空绝热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）（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高真空多层绝热在在高高真真空空(真真空空度度达达1010-2-2PaPa以以上上)绝绝热热空空间间内内交交替替装装有有许许多多具有高反射能力的辐射屏与具有低热导率的间隔物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，常被称为因绝热性能非常好，常被称为“超级绝热超级绝热”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一种多层防辐射屏与传热屏相结合的绝热结构机机理理：传传热热屏屏蒸蒸发发气气体体吸吸收收显显热热，降降低低壁壁温温，抑抑制制辐辐射射传传热，从而提高绝热效果。

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储罐高真空多屏绝热高真空10-3多层10-2辐射屏+间隔物的多层材料导热LH2、LHe储罐第25页，共27页各种低温容器第26页，共27页第27页，共27页。