實(shí)驗(yàn)室液氮機(jī)是一種常見的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,用于制備和儲存液態(tài)氮(LiquidNitrogen)。液態(tài)氮是一種低溫的物質(zhì),其沸點(diǎn)為-196℃,因此在實(shí)驗(yàn)室中常用于冷卻和冷凍樣品、設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)室操作中需要低溫環(huán)境的實(shí)驗(yàn)。
1、制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)通過一系列的制冷循環(huán)過程將氣體狀態(tài)的氮?dú)饫鋮s至液態(tài)。該過程基于制冷劑循環(huán)原理,通過壓縮、膨脹和冷凝等步驟來實(shí)現(xiàn)。一般情況下,該設(shè)備采用壓縮機(jī)將氮?dú)鈮嚎s,然后通過冷凝器使其冷卻至液態(tài)。在這個(gè)過程中,制冷劑起到了傳導(dǎo)熱量的作用,將熱量從氮?dú)庵谐槿〕鰜恚蛊淅鋮s至沸點(diǎn)以下。
2、壓縮系統(tǒng)。主要由壓縮機(jī)組成。壓縮機(jī)通過增加氮?dú)獾膲毫?,使其達(dá)到液化的條件。在壓縮過程中,氮?dú)獾捏w積被壓縮,分子之間的距離變小,從而加強(qiáng)了分子間的相互作用力,使得氮?dú)庵饾u轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。壓縮機(jī)通常采用活塞式或螺桿式結(jié)構(gòu),能夠提供足夠的壓力來實(shí)現(xiàn)液氮的制備。
3、儲存系統(tǒng)。用于存放制備好的液態(tài)氮。一般情況下,液態(tài)氮儲存在雙層真空容器中,以減少熱量的傳導(dǎo)和輻射。雙層容器之間的空間通常是真空狀態(tài),有效地隔離了外界熱量對液態(tài)氮的影響。同時(shí),儲存系統(tǒng)還包括液氮的供給裝置,用于將液態(tài)氮輸送到實(shí)驗(yàn)室中需要使用的地方。
總之,實(shí)驗(yàn)室液氮機(jī)的設(shè)計(jì)原理主要涉及到制冷系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)和儲存系統(tǒng)。通過制冷循環(huán)過程,將氣體狀態(tài)的氮?dú)饫鋮s至液態(tài),然后通過壓縮系統(tǒng)將氮?dú)鈮嚎s為液態(tài),將其儲存在雙層真空容器中。這樣,該設(shè)備能夠提供穩(wěn)定的液態(tài)氮供應(yīng),滿足實(shí)驗(yàn)室低溫實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的需求。