Qu’est-ce qu’une bouteille Dewar ?
Les bouteilles Dewar sont des récipients isothermes commercialisés par James Dewar en 1982.
Elles sont le précurseur des “bouteilles thermos” dont nous entendons souvent parler dans la vie de tous les jours, et leur construction est similaire.
Les bouteilles Dewar ont trois structures distinctes qui leur permettent de conserver le froid ou la chaleur pendant une heure.
- Les deux parois qui constituent le récipient.
- Une couche de vide entre les deux parois.
- Les parois qui font face à la couche de vide bloquent le rayonnement thermique par réflexion.
Utilisations des bouteilles Dewar
Les bouteilles bouteilles Dewar sont utilisées comme récipients pour l’azote liquide à des températures allant d’environ moins 200°C à l’huile dans des bains d’huile à près de 300°C, en raison de leur excellente isolation à la fois à basse et à haute température. Elles sont principalement utilisées pour des expériences chimiques et pour le stockage temporaire et le transport de fluides frigorigènes.
En particulier, les essais de stockage thermique du BAM (Institut fédéral allemand d’essai des matériaux). Les propriétés de rétention de la chaleur sont utilisées pour déterminer les risques liés au stockage de substances autoréactives. Ce test intègre également un protocole d’utilisation des bouteilles Dewar.
Les bouteilles Dewar sont souvent fabriquées en acier inoxydable, mais des bouteilles Dewar en verre transparent ont également été développées ces dernières années pour permettre d’observer l’intérieur du récipient. Il existe une grande variété de types, y compris ceux avec un goulot plus large pour faciliter le travail à l’intérieur de la bouteille Dewar et ceux avec un goulot plus petit pour éviter autant que possible l’évaporation du contenu.
Principe des bouteilles Dewar
Les bouteilles Dewar sont dotées d’une couche de vide qui bloque le transfert de chaleur et présente donc des propriétés d’isolation thermique. Il existe trois éléments de transfert de chaleur, connus sous le nom de “trois principes de transfert de chaleur”.
1. Transfert de chaleur
Les molécules sont constamment en mouvement moléculaire, et ce mouvement moléculaire est d’autant plus intense que la température est élevée. Le mouvement moléculaire, qui vibre violemment à haute température, est transmis aux molécules voisines l’une après l’autre pour tenter de maintenir l’équilibre, ce qui est connu sous le nom de conduction thermique.
2. La convection
Lorsque les gaz et les liquides sont chauffés, leurs mouvements moléculaires deviennent plus intenses et leur densité diminue. La circulation et le mouvement des gaz et des liquides dans le but de maintenir l’équilibre de la densité sont appelés convection.
3. Le rayonnement thermique
Le rayonnement thermique est le transfert de chaleur par la transmission d’ondes électromagnétiques plutôt que par des mouvements moléculaires.
Dans le vide, il n’y a pas de molécules (à proprement parler, des quantités faibles mais négligeables de molécules), de sorte que la conduction et la convection de la chaleur sont entravées par la couche de vide entre les deux parois du bouteilles Dewar. Cependant, même dans le vide, le rayonnement thermique se produit.
Pour éviter que le rayonnement thermique ne soit transmis à l’extérieur du récipient, l’intérieur des deux parois entre le vide a une finition miroir, et la surface du miroir réfléchit le rayonnement électromagnétique, ce qui permet de maintenir la température à l’intérieur du récipient.
Autres informations sur les bouteilles Dewar
Points à prendre en compte lors de l’utilisation des bouteilles Dewar
Des accidents se sont produits dans le passé avec des bouteilles Dewar et d’autres récipients destinés à maintenir l’azote liquide au frais.
- Ne mettez pas de couvercle sur les bouteilles Dewar
Si un couvercle est placé sur une bouteille Dewar lors de l’utilisation d’azote liquide ou d’autres liquides, l’eau contenue dans l’air risque de geler dans l’espace entre le couvercle et la bouteille, ce qui provoquerait une explosion majeure. - Utiliser des gants en cuir
L’utilisation de gants en cuir est recommandée lors du chargement et du déchargement de l’azote liquide dans les bouteilles Dewar. Avec d’autres gants, si de l’azote liquide entre en contact avec vos mains, les gants et les mains peuvent coller ensemble et devenir impossibles à enlever. - Veillez à être alerté
Si une bouteille Dewar contenant de l’azote liquide est renversée accidentellement et que l’azote liquide est pulvérisé sur le sol, l’azote liquide peut s’évaporer rapidement, absorbant la majeure partie de l’air de la pièce et créant un risque d’asphyxie. Si une bouteille Dewar est renversée, il est important de quitter immédiatement la pièce ou de la ventiler complètement. Même si elle est vide, l’intérieur de la bouteille Dewar peut avoir été endommagé lors du renversement et des fissures peuvent s’être produites. Il convient alors de faire appel à un service d’entretien.