Cómo funciona un termo de vacío？Frasco de vacío:principios, materiales y aplicaciones

En la vida cotidiana, a menudo utilizamos el termo para beber agua, preparar té o café. Pero, ¿ha pensado alguna vez en el principio de funcionamiento de un termo? Este artículo presenta la definición y el principio de funcionamiento de los termos, explora sus aplicaciones prácticas y resume las precauciones que deben tomarse al utilizarlos.

1.Definición de termo de vacío

Un termo es un recipiente cilíndrico fabricado según el principio del matraz Dewar, que se utiliza para mantener constante la temperatura interna del agua o la bebida durante cierto tiempo, lo que facilita su consumo.
Una botella de vacío se compone de un revestimiento interior, una capa aislante y una cubierta exterior. El revestimiento interior se utiliza para almacenar líquidos y suele ser de doble capa de vidrio o acero inoxidable. La función de la capa aislante es reducir la conducción del calor y mantener una temperatura constante en el interior del frasco durante cierto tiempo. El revestimiento exterior suele ser de acero inoxidable o material plástico para proteger el revestimiento interior.

2.El modo de transferencia de calor

Antes de aprender cómo funciona un termo de vacío, debemos comprender cómo se transfiere el calor.

El calor tiene la propiedad de transferirse de objetos con temperaturas altas a objetos con temperaturas bajas, y puede transferirse de tres formas. Son la conducción, la convección y la radiación.

La conducción del calor se refiere a la transferencia de calor a través de las moléculas del interior de un material. Este método de transferencia es muy común en sólidos y líquidos, por ejemplo, al calentar el fondo de una tetera de acero inoxidable, el asa de la tetera se calentará.

La convección térmica es la transferencia de calor a través del flujo de gas o líquido. Por ejemplo, después de encender la calefacción, debido al flujo de aire en la habitación, la temperatura general dentro de la habitación aumentará.

La radiación térmica es la radiación electromagnética generada debido a la temperatura del propio objeto, que puede transferir calor. Su frecuencia e intensidad están relacionadas con la temperatura del objeto.Un ejemplo representativo es la luz solar.

3.Principio de funcionamiento de un termo de vacío

Lo anterior introduce tres vías de transferencia de calor, y la estructura del termo de vacío consiste en bloquear al máximo estas tres vías de transferencia de calor.

(1)Aislamiento de la capa de vacío: Extrae el aire entre el revestimiento interior y el exterior para formar una capa de vacío. Debido a la ausencia de moléculas de aire en la capa de vacío, el calor no puede transferirse por conducción y convección, lo que garantiza un lento cambio de temperatura en el interior de la botella.

(2)Aislamiento de espuma: La capa aislante de la copa aislante adopta material aislante de espuma, que tiene muchas burbujas pequeñas. El aire del interior de las burbujas desempeña una función aislante, reduciendo así la transferencia de calor.

(3)Radiación térmica reflectante: Las carcasas interior y exterior de los termos suelen estar fabricadas con materiales metálicos, que pueden reflejar la radiación térmica y reducir su transferencia.

(4)Ralentizar la convección: La capa aislante del termo de vacío adopta material aislante de vacío y material aislante de espuma, que pueden formar dos zonas de temperatura independientes para el agua dentro del termo y el aire fuera del termo, ralentizando así la aparición de la convección. Dado que la convección es una forma de transferencia de calor, ralentizar
La convección también puede reducir la transferencia de calor.

(5)Excelente mecanismo de sellado: Debido al fácil contacto entre la boca del frasco de vacío y el aire, se produce una transferencia de calor. Por lo tanto, garantizar el sellado en la conexión entre la tapa y la boca del frasco es crucial para mantener la temperatura interna constante.fabricantes de frascos de vacío utilizarán diversas tecnologías de sellado, tales como almohadillas de goma o anillos de sellado de silicona, para garantizar el rendimiento de sellado.

4. Factores que afectan al efecto de aislamiento térmico

(1) Materiales: Los diferentes materiales tienen diferentes coeficientes de conductividad térmica y radiación, por lo que la elección de diferentes materiales afectará al efecto aislante de la copa aislante. En general, los materiales aislantes al vacío y los materiales aislantes de espuma tienen mejores efectos aislantes.

(2) Artesanía: Las diferentes técnicas de fabricación también pueden afectar al efecto aislante del vaso isotérmico. Por ejemplo, el grosor de la capa de vacío, el tamaño y la distribución de las burbujas pueden afectar al efecto aislante. En general, cuanto más gruesa sea la capa de vacío y más pequeñas y uniformes sean las burbujas, mejor será el efecto aislante.

(3) Temperatura ambiente: La temperatura ambiente también puede afectar al efecto aislante del vaso isotérmico. A temperaturas ambiente más bajas, el tiempo de aislamiento de la taza aislante será mayor. Por el contrario, a temperaturas ambiente más altas, el tiempo de aislamiento de la taza aislante será menor.

(1) Material del forro interiorFabricados normalmente con acero inoxidable de calidad alimentaria, cerámica y otros materiales, que tienen una excelente resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas, y no afectan a la salud humana.

(2) Material de la carcasa: suelen estar fabricados en plástico, metal, etc., que ofrecen una excelente durabilidad y resistencia a las caídas.

(3) Materiales de la capa aislante: Suelen utilizarse materiales aislantes al vacío, materiales aislantes de espuma, etc., que tienen un excelente rendimiento aislante.

6.Proceso de fabricación del matraz de vacío

(1) Producción de revestimientos interiores: Procesamiento de acero inoxidable de calidad alimentaria, cerámica y otros materiales para dar forma al revestimiento interior y tratamiento de pulido.

(2) Fabricación de conchas: Transformación de plástico, metal y otros materiales para dar forma a la carcasa.

(3) Producción de capas aislantes: Los materiales aislantes al vacío, los materiales aislantes de espuma, etc. se procesan en forma de capas aislantes y se pegan entre el revestimiento interior y el exterior.

(4) Montaje: Ensamble el revestimiento interior, el exterior y la capa aislante y séllelos.

(5) Inspección: Llevar a cabo inspecciones de calidad y pruebas de rendimiento de los vasos aislantes prefabricados para garantizar que el producto cumple las normas.

7.Escenarios de aplicación del termo de vacío

(1) Aplicaciones en la vida cotidiana

Preparación del té: A mucha gente le gusta utilizar termos para hacer té, que pueden mantener la temperatura y el aroma del té, haciendo que el sabor sea mejor. Al preparar té, es importante evitar remojar las hojas de té en agua caliente durante mucho tiempo para no afectar a la calidad y el sabor de las hojas de té. En general, el tiempo de uso de un termo para preparar té no debe superar las 2-3 horas.

Agua potable: Durante el invierno o las actividades al aire libre, el uso de un termo para beber agua puede mantener la temperatura del agua y evitar las molestias causadas por beber agua fría. Cuando beba agua, tenga cuidado de no verter demasiada agua caliente en la taza aislante para evitar quemaduras o derrames. En general, la temperatura para beber agua de un termo no debe superar los 60 ℃.

(2) Aplicaciones en el ámbito médico

Compresas frías y calientes: En algunas terapias físicas, se necesitan compresas frías y calientes para aliviar el dolor o favorecer la recuperación. Las botellas de vacío pueden utilizarse para contener agua caliente o fría, proporcionando un tratamiento continuo de temperatura.

Almacenamiento de medicamentos: Algunos medicamentos deben almacenarse a temperaturas específicas para mantener su eficacia. Las instituciones médicas pueden utilizar termos para almacenar estos fármacos, garantizando que puedan mantener una temperatura estable cuando sea necesario.

Uso del quirófano: Durante el proceso quirúrgico, a veces es necesario utilizar un líquido o medicamento a una temperatura específica. Un termo puede proporcionar estos líquidos o medicamentos en el quirófano y mantener su temperatura estable durante todo el proceso quirúrgico.

Aislamiento dietético del paciente: Para los pacientes que requieren dietas especiales o dietas con temperaturas específicas, se pueden utilizar termos para mantener la comida caliente, garantizando que pueda mantener una temperatura adecuada cuando sea necesario.

(3) Aplicaciones en el laboratorio

Almacenamiento de reactivos: Muchos reactivos químicos son muy sensibles a la temperatura y la humedad. Colocando el frasco de reactivo en un termo se pueden reducir las fluctuaciones de temperatura, lo que ayuda a mantener la estabilidad y la actividad del reactivo.

Almacenamiento de líquidos y reacción: A menudo es necesario almacenar o llevar a cabo reacciones líquidas a temperaturas específicas en el laboratorio. Se puede utilizar un termo como recipiente temporal para garantizar que el líquido mantiene la temperatura deseada.

Almacenamiento de nitrógeno líquido: Algunos laboratorios necesitan almacenar muestras o compuestos biológicos en nitrógeno líquido. Los frascos de vacío pueden utilizarse para almacenar una pequeña cantidad de nitrógeno líquido y mantener su estado de baja temperatura para garantizar la conservación y preservación de la muestra.

8.Precauciones de uso del termo de vacío.

Evitar quemaduras: Al añadir agua hirviendo a la olla, ésta no debe estar demasiado llena, ya que existe el riesgo de desbordamiento y escaldadura. La olla termo es un producto aislante de alto vacío con un mayor tiempo de aislamiento. Al tomar bebidas calientes, es importante evitar quemaduras y es mejor verterlas en otros recipientes hasta que la temperatura sea adecuada antes de beberlas.

Evitar la deformación: Evite cualquier forma de calentamiento directo o colocarlo en una zona de alta temperatura para evitar que el producto se deforme y afecte a su uso.

Evitar el crecimiento bacteriano: Para minimizar el crecimiento bacteriano, es mejor no almacenar leche u otros alimentos en un termo.

Evite llenar líquidos propensos a altas presiones: Los productos aislantes de alto vacío deben evitar el llenado de líquidos propensos a altas presiones, como el hielo seco y las bebidas carbonatadas, así como los líquidos ácidos y alcalinos fuertes para evitar la corrosión de las paredes internas del recipiente.

Limpieza: Antes de utilizar la taza isotérmica, es necesario limpiarla. Puede utilizar detergente neutro y un paño suave para limpiar las carcasas interior y exterior y eliminar el polvo y los olores. Tenga cuidado de no utilizar productos de limpieza demasiado irritantes ni cepillos duros durante la limpieza para evitar dañar las carcasas interior y exterior de los termos.

Almacenamiento y mantenimiento: Cuando no se utilice, el vaso aislante debe guardarse en un lugar seco, ventilado y alejado de la luz solar directa para evitar que se humedezca o se deforme. Cuando se utilice un termo, debe prestarse atención al mantenimiento para evitar choques, caídas o presiones, a fin de no afectar a la vida útil y al efecto aislante del termo. Si se producen problemas como fugas de agua o disminución del efecto aislante en el vaso aislante, es necesario repararlo o sustituirlo a tiempo.