Comment fonctionne une fiole à vide？Fiole à vide : principes, matériaux et applications

Dans la vie de tous les jours, nous utilisons souvent une bouteille sous vide pour boire de l'eau, faire du thé ou du café. Mais avez-vous déjà réfléchi au principe de fonctionnement d'une bouteille sous vide ? Cet article présente la définition et le principe de fonctionnement des bouteilles sous vide, explore leurs applications pratiques et résume les précautions à prendre lors de leur utilisation.

1.Définition du ballon à vide

Une bouteille à vide est un récipient cylindrique fabriqué selon le principe de la bouteille Dewar, utilisé pour maintenir une température interne constante de l'eau ou de la boisson pendant un certain temps, ce qui permet de la boire facilement.
Une bouteille sous vide est composée d'un revêtement intérieur, d'une couche d'isolation et d'une enveloppe extérieure. Le revêtement intérieur est utilisé pour stocker les liquides et est généralement constitué d'une double couche de verre ou d'acier inoxydable. La couche isolante a pour fonction de réduire la conduction de la chaleur et de maintenir une température constante à l'intérieur de la bouteille pendant un certain temps. L'enveloppe extérieure est généralement faite d'acier inoxydable ou de plastique pour protéger le revêtement intérieur.

2. le mode de transfert de la chaleur

Avant d'apprendre comment fonctionne une fiole à vide, nous devons comprendre comment la chaleur est transférée.

La chaleur a la propriété de se transférer d'objets à haute température vers des objets à basse température, et il existe trois façons de la transférer. Il existe trois modes de transfert : la conduction, la convection et le rayonnement.

La conduction thermique fait référence au transfert de chaleur à travers les molécules à l'intérieur d'un matériau. Cette méthode de transfert est très courante dans les solides et les liquides. Par exemple, lorsqu'on chauffe le fond d'une bouilloire en acier inoxydable, la poignée de la bouilloire devient chaude.

La convection thermique est le transfert de chaleur par le biais d'un flux de gaz ou de liquide. Par exemple, après avoir allumé le chauffage, l'air circulant dans la pièce, la température globale à l'intérieur de la pièce augmentera.

Le rayonnement thermique est un rayonnement électromagnétique généré par la température de l'objet lui-même, qui peut transférer de la chaleur. Sa fréquence et son intensité sont liées à la température de l'objet. La lumière du soleil en est un exemple représentatif.

3. le principe de fonctionnement d'une fiole à vide

Ce qui précède présente trois modes de transfert de chaleur, et la structure de la bouteille à vide vise à bloquer autant que possible ces trois modes de transfert de chaleur.

(1)Isolation par couche sous vide: Extraire l'air entre le revêtement intérieur et la coque extérieure pour former une couche de vide. En raison de l'absence de molécules d'air dans la couche de vide, la chaleur ne peut pas être transférée par conduction et convection, ce qui garantit un changement de température lent à l'intérieur de la bouteille.

(2)Mousse d'isolation: La couche isolante du gobelet isolant est constituée d'un matériau isolant en mousse, qui comporte de nombreuses petites bulles. L'air à l'intérieur des bulles joue un rôle d'isolation, réduisant ainsi le transfert de chaleur.

(3)Rayonnement thermique réfléchissant: Les enveloppes internes et externes des flacons à vide sont généralement fabriquées en métal, ce qui permet de réfléchir le rayonnement thermique et de réduire le transfert de celui-ci.

(4)Ralentir la convection: La couche isolante de la bouteille à vide adopte un matériau isolant sous vide et un matériau isolant en mousse, qui peuvent former deux zones de température indépendantes pour l'eau à l'intérieur de la tasse et l'air à l'extérieur de la tasse, ralentissant ainsi l'apparition de la convection. La convection étant un mode de transfert de la chaleur, le ralentissement de la convection permet de réduire la température de l'eau et de l'air à l'intérieur de la tasse.
La convection peut également réduire le transfert de chaleur.

(5)Excellent mécanisme d'étanchéité: En raison du contact facile entre le goulot de la bouteille à vide et l'air, un transfert de chaleur se produit. Les fabricants de flacons à vide utilisent diverses technologies d'étanchéité, telles que des tampons en caoutchouc ou des anneaux d'étanchéité en silicone, pour garantir la performance de l'étanchéité.

4. Facteurs affectant l'effet d'isolation thermique

(1) Matériaux : Les différents matériaux ont des coefficients de conductivité thermique et de rayonnement différents, de sorte que le choix des différents matériaux aura une incidence sur l'effet d'isolation du gobelet isolant. D'une manière générale, les matériaux d'isolation sous vide et les matériaux d'isolation en mousse ont de meilleurs effets d'isolation.

(2) Artisanat: Les différentes techniques de fabrication peuvent également affecter l'effet isolant du gobelet isotherme. Par exemple, l'épaisseur de la couche de vide, la taille et la distribution des bulles peuvent toutes affecter l'effet d'isolation. D'une manière générale, plus la couche de vide est épaisse et plus les bulles sont petites et uniformes, meilleur est l'effet isolant.

(3) Température ambiante: La température de l'environnement peut également affecter l'effet isolant du gobelet isolant. Lorsque la température ambiante est basse, la durée d'isolation du gobelet isolant est plus longue. Au contraire, à des températures ambiantes plus élevées, le temps d'isolation du gobelet isolant sera plus court.

(1) Matériau du revêtement intérieurLes produits de l'industrie alimentaire sont généralement fabriqués en acier inoxydable de qualité alimentaire, en céramique et en d'autres matériaux, qui présentent une excellente résistance à la corrosion et aux températures élevées et n'affectent pas la santé humaine.

(2) Matériau de la coqueLe produit est généralement fabriqué en plastique, en métal, etc., ce qui lui confère une excellente durabilité et une bonne résistance aux chutes.

(3) Matériaux de la couche d'isolation: On utilise généralement des matériaux d'isolation sous vide, des matériaux d'isolation en mousse, etc. qui ont d'excellentes performances en matière d'isolation.

6. processus de fabrication des flacons à vide

(1) Production d'un revêtement intérieur: Traitement de l'acier inoxydable de qualité alimentaire, de la céramique et d'autres matériaux pour obtenir la forme du revêtement intérieur et le traitement de polissage.

(2) Fabrication de coquilles: Transformation du plastique, du métal et d'autres matériaux pour obtenir la forme de la coquille.

(3) Production de la couche d'isolation: Les matériaux d'isolation sous vide, les matériaux d'isolation en mousse, etc. sont transformés en couches d'isolation et collés entre le revêtement intérieur et l'enveloppe extérieure.

(4) Assemblée: Assembler le revêtement intérieur, l'enveloppe extérieure et la couche d'isolation et les sceller.

(5) L'inspection: Effectuer une inspection de la qualité et des tests de performance sur les gobelets isolants pré-fabriqués pour s'assurer que le produit est conforme aux normes.

7. scénarios d'application du ballon à vide

(1) Applications dans la vie quotidienne

Préparation du thé: De nombreuses personnes aiment utiliser des flacons sous vide pour préparer le thé, ce qui permet de maintenir la température et l'arôme du thé et d'en améliorer le goût. Lors de l'infusion du thé, il est important d'éviter de tremper les feuilles de thé dans l'eau chaude pendant une longue période afin de ne pas altérer la qualité et le goût des feuilles de thé. D'une manière générale, la durée d'utilisation d'un thermos pour faire infuser du thé ne doit pas dépasser 2 à 3 heures.

Eau potable: En hiver ou lors d'activités de plein air, l'utilisation d'un thermos pour boire de l'eau permet de maintenir la température de l'eau et d'éviter l'inconfort causé par la consommation d'eau froide. Lorsque vous buvez de l'eau, veillez à ne pas verser trop d'eau chaude dans le gobelet isotherme afin d'éviter les brûlures ou les débordements. D'une manière générale, la température de l'eau bue dans un thermos ne doit pas dépasser 60 ℃.

(2) Applications dans le domaine médical

Compresses froides et chaudes: Dans certaines thérapies physiques, des compresses froides et chaudes sont nécessaires pour soulager la douleur ou favoriser la guérison. Les bouteilles sous vide peuvent être utilisées pour contenir de l'eau chaude ou froide, ce qui permet un traitement à température constante.

Stockage des médicaments: Certains médicaments doivent être conservés à des températures spécifiques pour conserver leur efficacité. Les institutions médicales peuvent utiliser des thermos pour stocker ces médicaments, en veillant à ce qu'ils conservent une température stable en cas de besoin.

Utilisation de la salle d'opération: Au cours d'une intervention chirurgicale, il est parfois nécessaire d'utiliser un liquide ou un médicament à une température spécifique. Un thermos peut fournir ces liquides ou médicaments dans la salle d'opération et maintenir leur température stable tout au long du processus chirurgical.

Isolation alimentaire des patients: Pour les patients qui ont besoin d'un régime spécial ou d'un régime à température spécifique, les bouteilles thermos peuvent être utilisées pour garder les aliments au chaud, en veillant à ce qu'ils conservent une température appropriée lorsque cela est nécessaire.

(3) Applications en laboratoire

Stockage des réactifs: De nombreux réactifs chimiques sont très sensibles à la température et à l'humidité. En plaçant le flacon de réactif dans un thermos, les fluctuations de température peuvent être réduites, ce qui permet de maintenir la stabilité et l'activité du réactif.

Stockage des liquides et réaction: Il est souvent nécessaire de conserver ou d'effectuer des réactions liquides à des températures spécifiques en laboratoire. Un thermos peut être utilisé comme récipient temporaire pour s'assurer que le liquide conserve la température souhaitée.

Stockage d'azote liquide: Certains laboratoires ont besoin de stocker des échantillons biologiques ou des composés dans de l'azote liquide. Les flacons à vide peuvent être utilisés pour stocker une petite quantité d'azote liquide et maintenir son état de basse température afin d'assurer la préservation et la conservation de l'échantillon.

8. précautions pour l'utilisation d'une fiole à vide.

Éviter les brûlures: Lorsque vous ajoutez de l'eau bouillante dans la casserole, celle-ci ne doit pas être trop remplie, car il y a un risque de débordement et de brûlure. Le pot thermos est un produit isolant à vide poussé avec un temps d'isolation plus long. Lorsqu'on boit des boissons chaudes, il est important d'éviter les brûlures et il est préférable de les verser dans d'autres récipients jusqu'à ce que la température soit adéquate avant de les boire.

Éviter les déformations: Évitez toute forme de chauffage direct ou de le placer dans une zone à haute température afin de ne pas déformer le produit et d'en affecter l'utilisation.

Éviter la croissance bactérienne: Pour minimiser la croissance bactérienne, il est préférable de ne pas conserver de lait ou d'autres aliments dans un flacon sous vide.

Évitez de remplir des liquides susceptibles d'être soumis à une pression élevée : Les produits d'isolation sous vide poussé doivent éviter de remplir des liquides sujets à une pression élevée, tels que la glace sèche et les boissons gazeuses, ainsi que les liquides acides et alcalins forts, afin d'éviter la corrosion des parois internes du conteneur.

Nettoyage: Avant d'utiliser le gobelet isotherme, il est nécessaire de le nettoyer. Vous pouvez utiliser un détergent neutre et un chiffon doux pour essuyer les parois intérieures et extérieures afin d'éliminer la poussière et les odeurs. Veillez à ne pas utiliser de produits de nettoyage trop irritants ou de brosses dures pendant le nettoyage afin d'éviter d'endommager les parois intérieures et extérieures des flacons à vide.

Stockage et entretien: Lorsqu'il n'est pas utilisé, le gobelet isotherme doit être stocké dans un endroit sec et ventilé, à l'abri de la lumière directe du soleil, afin d'éviter l'humidité ou la déformation. Lors de l'utilisation d'un thermos, il convient de veiller à l'entretien afin d'éviter les collisions, les chutes ou les pressions, de manière à ne pas affecter la durée de vie et l'effet isolant du thermos. En cas de problèmes tels que des fuites d'eau ou une diminution de l'effet d'isolation dans la coupelle d'isolation, celle-ci doit être réparée ou remplacée en temps utile.