¿Cómo prolongar la vida del nitrógeno líquido en un frasco de vacío con manguera?

Question

Necesito hacer un trabajo con nitrógeno líquido en casa. La cuestión principal es cómo almacenarlo sin comprar un enorme frasco de vacío específicamente para nitrógeno líquido.

He tratado de usar las habituales botellas de acero de uso doméstico al vacío, añadiendo ~1 cm de aislamiento extra (algún material espumoso, varias capas), envueltas en plástico para protegerlas de la condensación. La tapa también está hecha de este material espumoso (recuerdo que no debo sellar el frasco).

El problema es que el nitrógeno líquido se evapora en unas 30 horas. Supongo que el problema principal es la construcción de la tapa, los lados de los frascos están calientes, mientras que la tapa está fría. Además, parece que las pérdidas de calor son máximas cerca de la tapa porque los lados de acero calientes y fríos se tocan allí.

¿Algún truco conocido para mejorar el aislamiento térmico y prolongar la vida útil del nitrógeno líquido? ¿Es correcto que debería envolverlo todo en papel de aluminio en el lado "caliente" del aislamiento?

Mi objetivo es 3 días de evaporación, 7 es perfecto.

Answer 1

Como "técnico de inspección por infrarrojos", parte de mi trabajo consistía en mantener nuestra cámara de infrarrojos llena de nitrógeno líquido. Teníamos un gran dewar (del tamaño de un barril) en el taller que se llenaba quincenalmente. Para las excursiones diarias utilizábamos un dewar más pequeño (del tamaño de un barril de cerveza). Ambos dewars estaban diseñados específicamente para contener líquidos criogénicos, y estaban claramente etiquetados como nitrógeno líquido, con las advertencias correspondientes. Nuestro proveedor se negó a llenar los dewars caseros o los que no estaban etiquetados correctamente.

Lo mejor que se puede utilizar para manipular pequeñas cantidades de nitrógeno líquido es en realidad un acero inoxidable termo; la única modificación necesaria es una tapa de espuma de poliestireno que quede suelta.

Las tapas de los dewares suelen ser de espuma de poliestireno recubierta de plástico fino. La tapa debe ser fácilmente destructible para que no pueda sostener ninguna presión dentro del dewar. Las tapas de los dewars se deslizan, no se atornillan. El ajuste es muy importante, demasiado flojo y no aislará, demasiado apretado y literalmente se saldrá del recipiente. El diámetro de la tapa del dewar debe ser aproximadamente 3 veces el diámetro del cuello del dewar. La tapa debe tener un "corcho" largo que se deslice en el cuello del dewar, y también una "tapa" que se deslice y aísle completamente el exterior del cuello del dewar. No lo hagas hacer un tapón hermético y perforar un agujero de alivio de presión en la parte superior. La condensación puede entrar en el orificio y congelarse, permitiendo que se acumule la presión. La idea es que el N ₂ para escapar del fondo de la tapa y fluir hacia abajo sobre el dewar enfriando el exterior.

Seguridad: Verter nitrógeno líquido sobre la piel es un truco de salón ligeramente doloroso pero esencialmente inofensivo (debido al efecto Leidenfrost). Pero tenga cuidado de no derramarlo en una bota, un guante o un bolsillo; unos segundos de contacto pueden causar una necrosis grave. No lleve nunca guantes de soldador ni meta los pantalones en las botas de goma.

Answer 2

Prueba con una nevera de poliestireno:

Cuestan unos 5 dólares en Walmart. Tus frascos caseros deberían caber fácilmente en su interior y deberían estar razonablemente sellados contra la atmósfera. Solíamos usar esto en mi laboratorio de grado para congelar muestras durante la noche, y siempre quedaba mucho por la mañana, así que imagino que la combinación debería acercarte a esa marca de 3 días.

Answer 3

Sólo estoy escupiendo, ya que nunca he probado esto.

1. Utilice el mejor dewar que pueda encontrar. Paredes de cristal plateado y un hueco de vacío.

2. Suponiendo que puedas llevar todo el LN2 que quieras, utiliza el dewar(s) más grande(s) que puedas encontrar. No sólo hay más, sino que la relación entre superficie y volumen juega a tu favor.

3. Mantenga el (los) dewar(s) en un lugar fresco y cerrado. Te gustaría que enfriaran el aire que los rodea una sola vez en lugar de enfriar un vapor de aire que fluye. Tal vez ponerlos en un gran refrigerador aislado si usted puede conseguir uno.

   Podría considerar la posibilidad de mantenerlos embalados en hielo seco (por la misma razón que los criosistemas de helio líquido suelen estar envueltos en una chaqueta de LN2).

4. Evite abrirlos si es posible.

Answer 4

Es posible que puedas modificar una taza yeti, están aisladas al vacío. Sólo tienes que hacer una tapa adecuada. Solo estoy pensando, podría valer la pena intentarlo.