Сосуды Дьюара для. жидкого гелия

Для получения достоверных данных при низких температурах сконструировано устройство [1], состоящее из эвакуированной камеры, в которой находится копер и механизм автоматической подачи, быстро перемещающий образец, охлажденный в жидком гелии, на наковальню копра. Удалось испытать образцы с температурой 8 К. В другой работе [2] использован перчаточный бокс. Из сосуда Дьюара с жидким водородом образцы вручную в инертной атмосфере переносили на машину для испытаний. При продолжительности испытания 2 с температура образцов составляла 25 К. [c.374]

Аппаратура, разработанная нами, позволяет проводить испытания при более низкой температуре (1.5 К) н регистрировать деформацию 10 мм/мм. Устройство помещалось в криостат [1], который представляет модификацию криостата, успешно использовавшегося для испытаний при температурах до 4 К. Температуру 1.5 К достигали, понижая давление паров кипящего жидкого гелия при непрерывной откачке. Для термоизоляции жидкого гелия использованы два двухстенных сосуда Дьюара и жидкий азот. [c.385]

Рис. 5.27. Сосуд Дьюара СТГ-40 для жидкого гелия

Тепловая изоляция камеры та же, что и теплоизоляция сосуда Дьюара для хранения и транспортировки жидкого гелия [24]. Высокий вакуум между стенками камеры поддерживается вакуумным насосом 14. Жидкий азот в камеру 1 заливается через штуцер 6. [c.18]

Исследуемый проволочный образец 1 укреплялся в цанговых зажимах 2. Нижний зажим неподвижно крепился в нижней части внутренней трубы 3 релаксатора. Скручивающая система с крестовиной, зеркалом 5 и инерционными массами 7 через нейлоновую нить и систему блоков уравновешивалась грузами 6. Закручивание образца производилось электромагнитами 4. Регистрация колебаний осуществлялась визуально. Для получения низких температур система с образцом помещалась в сосуд Дьюара с жидким азотом. Для увеличения скорости охлаждения в систему вводился газообразный гелий, изменение температуры достигалось регулированием силы тока в трубчатой электропечи с константановым нагревателем 9, витки бифилярной обмотки которого расположены с учетом гашения температурного градиента на концах печи. Контроль за температурой осуществлялся двумя дифференциальными термопарами 10 медь—константан, горячие спаи которых располагались в непосредственной близости от верхнего и нижнего концов образца. Холодные спаи термопар поддерживались при 0°С. Измерения производились в вакууме (10 тор), создаваемом с помощью форвакуумного и диффузионного насосов. Для исключения магнитоупругих явлений образец помещался в соленоид 11, создающий постоянное маг-108 [c.108]

Рис. 4.21. Герметичная ячейка тройной точки аргона, применяющаяся для градуировки стержневых термометров. / — термометр 2 — ячейка из нержавеющей стали 3— трубка для термометра 4 — пенопласт 5 — твердый аргон 6 — жидкий азот 7 — вход газообразного гелия 8 — манометр 9 — вентиль 10 — заливочная трубка II — сосуд Дьюара [14].

I — жидкий азот 2 — внешний стеклянный сосуд 3 — внутренний стеклянный сосуд Дьюара 4 —трубка к вакуумным насосам 5 —тефлоновая прокладка 6 — траверса 7 — тонкостенная оболочка из нержавеющей стали — динамометрический датчик 9 — кольцевое уплотнение 10 — верхнее основание из нержавеющей Стали // — трубка для подачи жидкого газа /2 — уплотнение из тефлона 13 — головка сосуда Дьюара из сплошного стекла /4 —листовая медь /5 —титановая тяга / — титановая фиксирующая пластина /7 — жидкий гелий /в —три симметрично расположенные полые опорные штанги 19 — образец 20 — нижнее основание 21 — трубка [c.386]

Жидкий гелий в криостаты может заливаться или непосредственно из ожижителя, установленного на криогенной станции, или из транспортных сосудов Дьюара, предназначенных для хранения жидкого гелия. Оборудование для проведения низкотемпературных исследований на привозном жидком гелии (сосуды для перевозки и храпения жидкого гелия, перелив жидкого гелия из сосудов в криостаты, сбор испаряющегося гелия и пр.) подробно описано в литературе [15 ]. Схема перелива жидкого гелия в криостат приведена на рис. 9. [c.15]

Жидкий гелий из сосуда Дьюара 12 в камеру заливается при помощи переливной вакуумной трубки 11, соединенной со стабилизатором температуры 2. Расход гелия при испытаниях регулируется вентилем 5, помещенным на выходном патрубке, посредством изменения перепада давлений над поверхностью жидкости в резервуаре (подающее давление) и в испытательной камере. Температура регулируется следующим образом. Прибор 15, регистрирующий и контролирующий температуру образца, устанавливается на заданную температуру и при этом электромагнитный вентиль 5 автоматически открывается. При первоначальном охлаждении открыт также и кран быстрого сброса давления 9 для удаления больших объемов теплого газа. В этих условиях противодавление в испытательной камере практически равно нулю и давление над поверхностью жидкости в сосуде Дьюара 12 заставляет охладитель течь через переливную трубку в испытательную камеру с большой скоростью. При достижении определенной температуры кран быстрого сброса давления 9 закрывается и противодавление в камере поднимается до 40— 80 мм вод. ст. Так как перепад давлений теперь становится меньше, уменьшается расход охладителя, что предотвращает снижение температуры ниже установленного значения. Когда достигается установленное значение температуры, прибор 15, получая непрерывный сигнал от термопары 3, установленной на образце 4, заставляет электромагнитный вентиль 5 закрываться. Давление в камере сейчас же возрастает до величины, равной давлению в резервуаре, и приток охладителя прекращается. Как только [c.19]

Калориметр, служащий контейнером для вещества, имеет сравнительно небольшие размеры, и, следовательно, тепловое значение его невелико. Небольшие размеры калориметров связаны со сравнительно невысокой температуропроводностью многих твердых (особенно порошкообразных) веществ при низких температурах, вследствие чего приходится принимать меры к тому, чтобы частицы вещества не были сильно удалены от нагревателя или от металлических стенок. Другая причина, препятствующая увеличению размеров низкотемпературных калориметров, связана с необходимостью использования водорода (а в некоторых случаях — жидкого гелия) для их охлаждения. Увеличение калориметра привело бы к увеличению размеров оболочки, сосудов Дьюара и т. д., что сделало бы установку более громоздкой и существенно увеличило расход хладоагентов. [c.298]

Хранение жидких гелия и водорода. Простые сосуды Дьюара непригодны для хранения таких хладагентов, как жидкие гелий и водород, которые необходимы для работы с матрицами инертных газов. Наиболее важные причины этого следующие [c.39]

На рис. 38 показана одна из типичных схем криогенного обеспечения сверхпроводящего магнита. Катушка магнита охлаждается жидким гелием, поступающим из ожижителя или запасенным в сосуде Дьюара. Такая схема обеспечения характерна для малых магнитов, в которых допустимо охлаждение погружением в кипящий [c.108]

В ИПП АН УССР создана электромагнитная установка [3] для исследования усталостной прочности металлов при весьма низких температурах (до 10 К). Механическая часть установки помещена в криостат, представляющий собой сосуд Дьюара для жидкого гелия (температура кипения 4 К), который, кроме вакуумной изоляции, между наружной оболочкой и резервуаром для жидкого гелия имеет азотный экран в виде заполняемого жидким азотом (температура кипе- [c.148]

Конструктивная схема сосуда Дьюара для жидкого гелия (или водорода) показана на рис. 3.27. Сосуд 1 с жидким гелием подвешен в вакуумированном пространстве на горловине 5, изготовленной из малотеплопроводного материала (нержавеющей стали, пластмассы). Чтобы уменьшить теплоприток к сосуду от теплового излучения наружной стенки 3, в вакуумном пространстве помещен шаровой охлаждаемый экран, заполненный жидким азотом (п. 3.3.4). В сосудах для жидких кислорода, азота и аргона температура которых выше, экран в вакуумной зоне отсутствует. Адсорбент 7 служит для удаления газов, выделяющихся из внутренних стенок сосудов. В более крупных сосудах используется как вакуумно-порошковая, так и (в гелиевых) экранно-вакуумная изоляция, а также экраны, охлаждаемые выходящими парами. Некоторые сосуды используются не только для хранения и транспортировки жидких криоагентов, но и для их газификации, чтобы непосредственно подавать газ потребителю. Схема такой транспортной цистерны для жидких кислорода, азота или аргона (тип ЦТка) представлена на рис. 3.28 [c.251]

Малые сосуды вместимостью менее 0,5 м называют обычно сосудами Дьюара, вместимостью от 0,5 м и выше — цистернами крупные цистерны называют резервуарами. Сосуд Дьюара для жидкого гелия (или водорода) показан на рис. 5.27. В сосудах для жидких кислорода, азота и аргона, температура которых выше, экран в вакуумной зоне отсутствует. В более крупных сосудах используются как вакуумно-порошковая, так и (в гелиевых) экранно-вакуумная изоляция, а также экраны, охлаждаемые жидким азотом или выходящими парами хранимого криоагента. Некоторые сосуды приме- [c.328]

На рис. 1 показана схема криостата. Для упрощения размеры, параллельные оси, сокращены вдвое по сравнению с радиальными. Конструкция криостата аналогична. обычным криостатам для жидкого гелия. Внешний сосуд Дьюара заполнен жидким азотом. В нем находится сосуд Дьюара с жидким гелием, в котором размещен испытательный блок. Для уменьшения теплопередачи стенки внутренних сосудов изготовлены из тонколистовой нержавеющей стали. Для предотвращения смятия при откачке стенки внутренней камеры гофрированы (гофры расположены с шагом 38 мм), что обеспечивает необходимую жесткость. На фланцах в верхней части криостата имеются отверстия для установки уровнемеров криогенных жидкостей, штуцеры для ва-куумирования и продувки различных емкостей криостата и трубки для заливки жидких гелия, азота и для вентиляции. Система рассчитана также па использование жидкого водорода. [c.378]

Практически магнито-калорический эффект используется для получения температур ниже 0,7°К. При этом поступают следующим образом (см. рис. 30). Спрессованная парамагнитная соль, например, сульфат гадолиния, вместе с исследуемым материалом помещается в центре ампулы, заполненной гелием. На дне ампулы также находится парамагнитная соль. Ампула помещается в сосуд Дьюара с жидким гелием. Пары гелия откачиваются и тем самым достигается температура порядка 1°К. Затем вокруг создается сильное магнитное поле (25 000 гауссов и более) при этом выделяющееся тепло из парамагнетика отводится 3 кипящий гелий, а теплопере-дающейся средой при [c.133]

Рио. 4. Экспериментальная установка, испольвовавшаяоя автором и его коллегами в Колумбийском университете для изучения фотонного эха. Чтобы застраховаться от тепловых возбуждений, рубиновый кристалл охлаждался до 4,2 Кельвина (градусы Кельвина отсчитываются от абсолютного нуля. Кристалл был подвешен в основании сосуда Дьюара, наполненного жидким гелием. Рубиновый лазер охлаждался до 77° Кельвина с помощью другого сосуда Дьюара, содержащего жидкий азот. Стержень рубинового лазера установлен в одном из фокусов эллиптического резонатора, из которого откачан воздух. В другом фокусе находится импульсная лампа для оптической накачки рубинового стержня. Затвор — ячейка Керра — служит для создания коротких, интенсивных импульсов. Пара импульсов получается за счет прохождения света через разделитель луча. Он направляет отраженный свет вепосредственно на кристалл рубина, а проходящий — на оптическую линию задержки. Выйдя из линии задержки (примерно на 30- 400 миллиардных долей секунды позже), второй импульс также направляется на кристалл рубина. Поскольку выходящие из кристалла импульсы не параллельны, пару импульсов возбуждения можно задержать экраном, не пропуска- [c.146]

К. с пост. и Го наз. изотермическим с Т Гц— адиабатическим К., работающий при пост, разности темп-р Т —Т , наз. К. с пост, теплообменом у К. с изотермич. оболочкой постоянна То, а Т . явл. ф-цией Ь. В адиабатич. К. темп-ра оболочки регулируется так, чтобы она была всегда близка к меняющейся темп-ре калориметрич. системы. Часто это позволяет уменьшить теплообмен за время калориметрич. опыта до незначит. величины, к-рой можно пренебречь. В случае необходимости в результаты непосредств. измерений вводится поправка на теплообмен, метод расчёта к-рой основан на пропорциональности теплового потока между К. и оболочкой разности их темп-р (закон теплообмена Ньютона), если эта разность невелика (до 3—4°С). Для К. с изотермич. оболочкой теплоты хим. реакций могут быть определены с погрешностью до 0,01%. Если размеры К. малы и темп-ра его изменяется более чем на 2—3°С, а исследуе-мый процесс продолжителен, то при изотермич. оболочке поправка на теплообмен может составить 15—20% от измеряемой величины, что существенно ограничивает точность измерений. В этих случаях целесообразней применять адиабатич. оболочку. При помощи адиабатич. К. определяют теплоёмкость тв. и жидких в-в в области от 0,1 до 1000 К. При комнатной и более низких темп-рах адиабатич. К., защищённый вакуумной рубашкой, погружают в сосуд Дьюара, заполненный жидкими гелием или азотом (рис. 2). При повышенных темп-рах (выше 100°С) К. помещают в термостатированную электрич. печь. Адиабатич. оболочка — лёгкая металлич. ширма, снабжённая нагревателем, уменьшает теплообмен настолько, что темп-ра К. меняется лишь на неск. десятитысячных °С/мин. [c.240]

На фиг. 2 показан прибор, используемый в Ле вдеие для образцов, в которые можно вставить сердечник [61, 62]. Весь калориметр (образец, сердечник с термометром и нагревателем) помещается в откачанный сосуд, опущенный в дьюар с жидким гелием, который в свою очередь погружен в дьюар с водородом (на фиг. 2 не показан). Для уменьшения теплообмена между ванной и калориметром последний крепится на нескольких остриях или подвешивается на нитях, укрепленных на специальном крючке, сделанном в верхней части откачанного сосуда. [c.332]

Дьюары и вакуумные насосы. Дьюаровские сосуды для жидкого гелия могут быть изготовлены как из стекла, так и из металла. Иа фиг. 4 приведена схема стеклянного криостата для размагничивания, применяемого в лаборатории Камерлинг-Опнеса в Лейдене. Он состоит из двух коак-сиально расположенных дьюаров. Во внутреннем дьюаре содержится жидкий гелий, внешний дьюар заполняется жпдким водородом или азотом для защиты гелия от притока тепла. К верхним частям дьюаровских сосудов прикреплены легкоплавкой замазкой латунные кольца, плотно входящие в металлические крышки (каики) это обеспечивает жесткость крепления дьюаров относительно магнита. Дьюары обычно имеют более узкую нижнюю часть ( хвост ) такие дьюары содержат большое количество охлаждающей жидкости и в то же время могут располагаться в магните со сравнительно небольшим межполюсным зазором. [c.445]

I — провод к емкостному детектору 2 — датчик уровнемера жидкого азота 3 — жидкий азот 4 — пенопласт 5 — трубка для заполнения сосуда Дьюара жидким гелием —отверстие для проводов от термопар и диода из арсенида галлия 7 —сильфон S —восемь клемм S — кольцевое уплотнение /О — герметизация эпоксидным клеем // — механизм подъема и опускания /2 —отверстие для проводов от нагревателя /3 —трубки для вакуума или гелкн /4 — подача жидкого азота /5 — предусилитель /5 — сосуд Дьюара с. жидким азотом /7 —жидкий гелий /в —датчик уровня жидкого гелия /Э —тепловые экраны 20 —гофр для обеспечения теилового контакта 2/ — испытательный узел [c.379]

Цилиндры были изготовлены из меди и центрированы с помощью бакелитовых колец. Оба цилиндра составные в них имелись полости объемом 41,3 и 49,3 см , заполненные гелием, с помощью которого измерялась разность температур. Использование гелиевого газового термометра является интересной особенностью установки Юлира. Как отмечает автор [254], термометр устойчив к вибрациям, чувствителен и позволяет регистрировать малые разности температур, благодаря чему можно свести к минимуму конвективные токи. Ввиду малых перепадов температур в рассматриваемой установке не требовалось применять точные компенсирующие устройства или вносить существенные поправки в результаты опытов. Прибор был заключен в алюминиевый корпус и погружен в сосуд Дьюара, для охлаждения использован жидкий азот. [c.209]

Все теплообменники выполнены из медных труб, а их конструкция такова, что позволяет компактно разместить детандер 2, сборник жидкого гелия 9 и дроссельный вентиль 10. Все оборудование крепится в крышке. Управление детандером и дроссельным вентилем выведено в теплую зону. Таким образом низкотемператур-ныг элементы не касаются корпуса сосуда Дьюара. Для защиты аппаратов, имеющих температуру ниже азотной, от лучистого теплопритока в нижней части сосуда Дьюара расположен экран, охлаждаемый жидким азотом. [c.68]

На рис. 1.47 показана схема установки с электромагнитным способом возбуждения колебания для испытания плоских консольных образцов в условиях симметричного изгиба в вакууме при охлаждении до температуры 77 К [20, 655], Основной частью установки является гелиевый криостат, в котором размещены вакуумная камера с испытываемым консольным образцом и электромагнитная система возбуждения колебаний образца. Криостат выполнен в виде двухстенного металлического сосуда Дьюара с вакуумной изоляцией разрежение достигает 133 10 Па (1 Ю" мм рт. ст.). Между наружной (теплой) оболочкой 15 и резервуаром 14 для жидкого гелия расположен азотный экран 9, представляющий собой двухстенный цилиндрический стакан, подвешенный на трех тонкостенных трубках 6 из нержавеющей стали. Азотная пробка 5 обеспечивает экранирование поверхности гелия сверху. Для этой же цели служит промежуточный экран 3. Для уменьшения притока тепла излучением от азотного экрана большая часть внутренней поверхности гелиевого криостата 14 покрыта вкраино-вакуумной изоляцией. [c.84]

Получение Н. т. Для получения и поддержания Н. т, обычно используют сжиженные газы (хладагенты). В сосуде Дьюара, содержащем сжиженный газ, испаряющийся под атм. давлением, достаточво хорошо поддерживается пост, темп-ра кипения хладагента. Практически применяют след, хладагенты, воздух (Г яг 80 К), азот = 77,4 К), неон = 27,1 К), водород Тл = 20,4 К), гелий (Гд — 4,2 К). Дли получения жидких газов служат спец, установки — ожижители, в к-рых сильно сжатый газ при расширении до обычного давления охлаждается и конденсируется (см. Джоуля— Томсона эффект). [c.349]

Для охлаждения калориметра вакуумная камера обычно погружается в охлаждаюущую ванну — сосуд Дьюара с подходящим хладоагентом. В качестве хладоагентов используют жидкий водород (иногда жидкий гелий), жидкий азот, твердую углекислоту в смеси, например, со спиртом, лед. Для еще большего понижения температуры часто практикуется испарение жидкого водорода или жидкого азота при пониженном давлении. При откачке паров азота или водорода насосом большой производительности, например ВН-2 или РВН-20, можно охладить азот или водород ниже тройной точки и достигнуть в ванне с твердым азотом температуры 50—52° К, а в ванне с твердым водородом 10—12° К. [c.307]

Криостаты также выполняются в виде камер с тепловой изоляцией между двойными стенками криостаты малого размера могут выполняться в виде дьюаров-ских сосудов, т. е. стеклянных сосудов с двойными посеребренными стенками, воздух из промежутка между которыми откачан для создания тепловой изоляции. Охлаждающими веществами могут быть водяной лед или снег (температура О °С), смеси снега с различными солями (смесь 1 части Na l с 5 частями снега дает температуру —21 °С смесь 1 части СаОз-бНаО с 1 частью снега дает —40 °С), твердая углекислота ( сухой лед — температура сублимации —78,5 С), а для особо низких температур — жидкий воздух, жидкий азот, жидкий гелии. [c.486]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...