액체 질소 (LN2)는 극저온 액체이며, 이는 매우 낮은 온도에 존재하는 물질입니다. 액체 질소는 의료 응용, 식품 보존, 재료 테스트 및 냉동 보존을 포함한 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 액체 질소를 안전하게 저장하고 운반하기 위해 액체 질소 용기 (또는 Dewars)로 알려진 특수 용기가 사용됩니다. 이 용기는 초 저온을 유지하고 액체 질소의 안전한 취급을 보장하도록 설계되었습니다.
액체 질소 용기의 과학에는 열역학, 단열재 및 재료 과학의 여러 원리가 포함됩니다. 이 용기는 열이 들어가서 액체가 기화되는 것을 방지함으로써 질소를 액체 상태로 유지하도록 설계되었습니다. 이 컨테이너의 초 저온의 유지는 극저온 동결에서 냉각 시스템에 이르기까지 다양한 응용 분야의 질소에 의존하는 산업에 중요합니다.
이 기사에서는 의 과학 액체 질소 용기 , 초 온도를 유지하기 위해 어떻게 노력하는지, 그리고 다양한 응용 분야에 필수적인 이유를 탐구 할 것입니다.
액체 질소 용기 뒤에 과학에 뛰어 들기 전에 액체 질소가 무엇인지, 왜 특수 용기에 저장 해야하는지 이해하는 것이 중요합니다.
액체 질소는 비등점 -196 ° C (-321 ° F) 미만의 온도로 냉각 된 질소이며,이 시점에서 가스에서 액체로 변환됩니다. 액체 형태의 질소는 매우 차갑기 때문에 광범위한 응용 분야에서 매우 효율적인 냉각수입니다. 그러나 극심한 추위로 인해 액체 질소는 심각한 동상 또는 장비 손상을 일으킬 수 있으므로 조심스럽게 보관하고 처리해야합니다.
액체 질소를 안전하게 저장하고 운반하려면 초기 온도를 효과적으로 유지하고 증발하는 것을 방지 할 수있는 용기에 보관해야합니다.
Dewars로도 알려진 액체 질소 용기는 액체 질소의 독특한 특성을 처리하도록 특별히 설계되었습니다. 이 용기는 액체 질소와 주변 환경 사이의 열 전달을 최소화하는 원칙에 따라 작동합니다. 간단히 말해서, 용기는 소량의 열조차도 질소가 기화되고 용기 내부의 압력을 증가시킬 수 있기 때문에 용기는 열이 들어가는 것을 방지해야합니다.
다음은 매우 낮은 온도를 유지하는 데 도움이되는 액체 질소 용기의 주요 특징입니다.
액체 질소 용기의 가장 중요한 특징은 단열재입니다. 이 컨테이너는 일반적으로 열 전달을 최소화하기 위해 이중 또는 삼중 벽 구조로 만들어집니다. 벽 사이에는 종종 진공 또는 절연 재료의 층이 있습니다. 진공은 전도 및 대류를 통한 열 전달을 감소시키는 열전 장벽 역할을합니다.
진공 청소기는 공기를 통한 열 전달을 방지하기 때문에 우수한 절연체입니다. 공기 분자가없는 경우, 열은 외부 환경에서 용기로 이동할 수 없으므로 질소는 오랫동안 액체 상태에 머물 수 있습니다. 이 방법은 진공 절연 층을 사용하여 열병 병이 액체를 뜨겁거나 차갑게 유지하는 방법과 유사합니다.
진공 절연 외에도, 많은 액체 질소 용기는 폴리 우레탄 또는 펄라이트와 같은 고급 절연 재료를 특징으로하여 열 전달을 더욱 감소시킵니다.
액체 질소 용기에서 초 온도를 유지하는 과정에는 여러 열역학적 원리, 주로 열역학의 제 2 법칙이 포함되며, 이는 열이 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 항상 흐르는 것을 나타냅니다. 질소 액체를 유지하려면 용기가 주변 환경에서 용기로 흐르는 열을 최소화해야합니다. 이것은 매우 효과적인 단열재를 사용하고 컨테이너 설계가 열 흐름을 최소화하도록 최적화되도록함으로써 달성됩니다.
용기 내부의 질소 증발 속도는 질소와 주변 환경의 온도 차이에 따라 다릅니다. 온도 차이가 클수록 질소가 더 빨리 증발됩니다. 따라서, 액체 질소가 액체 상태에 남아있는 기간을 연장하는 데 용기로 유입되는 열량을 줄이는 것이 필수적이다.
액체 질소 용기의 또 다른 중요한 특징은 압력 릴리프 밸브를 포함시키는 것입니다. 액체 질소가 증발함에 따라 가스로 바뀌어 용기 내부의 압력을 증가시킵니다. 안전을 보장하기 위해 액체 질소 용기에는 압력 릴리프 밸브가 장착되어 있으며, 이는 특정 임계 값을 초과 할 때 과도한 압력을 방출하도록 설계되었습니다.
이 밸브는 컨테이너가 과도한 압박이되지 않도록하여 컨테이너 파열 또는 누출과 같은 위험한 상황으로 이어질 수 있습니다. 압력 릴리프 밸브는 용기의 안전성과 무결성을 유지하는 데 필수적이며, 액체 질소는 손상의 위험없이 초 저온에서 저장 될 수 있습니다.
액체 질소 용기는 일반적으로 부서 지거나 강도를 잃지 않고 매우 낮은 온도를 견딜 수있는 재료로 만들어집니다. 사용되는 일반적인 재료에는 알루미늄 및 스테인레스 스틸이 포함되어 있으며 내구성이 뛰어나고 부식성이 있으며 극저온 온도에서도 무결성을 유지할 수 있습니다.
내구성 외에도,이 컨테이너에 사용 된 재료는 종종 화염이 발생하여 화재가 발생하거나 가연성 물질에 노출 될 위험이있는 환경에서 중요합니다. 이를 통해 컨테이너는 도전 적이거나 위험한 환경에서도 안전을 유지하도록합니다.
초 온도를 유지하는 것이 중요하지만, 액체 질소 용기도 다양한 환경에서 사용하려면 실용적이어야합니다. 많은 액체 질소 용기는 휴대용으로 설계되었으며 바퀴와 손잡이가 쉽게 운반 할 수 있도록 설계되었습니다. 작은 용기는 종종 여러 위치에서 액체 질소가 필요한 실험실 환경에서 사용되는 반면, 더 큰 고정 용기는 산업 환경에서 사용됩니다.
이 설계는 또한 읽기 쉬운 게이지, 온도 지표 및 액체 질소 수준 지표와 같은 기능을 갖춘 사용 편의성을 보장합니다. 이러한 기능을 통해 사용자는 컨테이너의 내용을 모니터링하고 안전하고 기능적인 상태를 유지할 수 있습니다.
액체 질소 용기는 극저온 저장 및 냉각이 필요한 산업 및 연구 실험실에 없어서는 안될 필수 요소입니다. 초 온도를 유지하는 능력은 다음과 같은 응용 분야를 허용합니다.
냉동 보존 : 정자, 배아 또는 혈액과 같은 생물학적 샘플을 매우 낮은 온도에 저장하여 향후 사용을 위해 보존합니다.
재료 테스트 : 극한 조건에서 특성과 성능을 테스트하기 위해 재료를 극저온 온도에 노출시킵니다.
음식 보존 : 질감, 맛 및 영양가를 유지하기 위해 음식을 빠르게 동결시킵니다.
산업 냉각 : 용접, 금속 경화 및 전자 제조와 같은 산업 공정에서 냉각수로 액체 질소를 사용합니다.
액체 질소 용기의 다양성과 중요성은 다양한 산업 분야에서 필수 도구를 만들어 운영의 안전, 효율성 및 효율성을 보장합니다.
액체 질소 용기의 과학은 열역학, 단열 기술 및 재료 과학의 효율적인 적용에 있습니다. 열 전달을 최소화하고 내구성이 뛰어나고 잘 자르는 설계를 사용함으로써,이 용기는 액체 질소가 안정적인 액체 형태로 유지하는 데 필요한 초 저온을 유지할 수 있습니다.
액체 질소에 의존하는 산업 및 연구 실험실의 경우 안전한 저장, 운송 및 취급을 보장하는 데 올바른 컨테이너를 선택하는 것이 필수적입니다. 의료 응용, 냉동 보존, 재료 테스트 또는 산업용 냉각의 경우, 액체 질소 용기는 극저온 시스템의 안전성 및 기능을 유지하는 데 없어서는 안될 것입니다.
고품질 액체 질소 용기 및 맞춤형 솔루션의 경우 Qingdao Aucma Global Medical Co., Ltd.와 협력하는 것을 고려하십시오. 극저온 기술에 대한 전문 지식을 사용하면 응용 분야에서 액체 질소를 처리하기위한 최상의 도구를 보장합니다.
