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。
