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    關于加熱型磁力攪拌器加熱問題的探討

    更新時間:2021-08-26        閱讀:2383

    加熱型磁力攪拌器主要應用于化學合成、分析化學和生命科學領域。對于加熱功能, 客戶往往比較關注的加熱速度、控制溫度過沖和維持溫度穩定性的能力,但加熱速度和 控制溫度過沖是一對不可調和的矛盾,尤其是在開放的環境中針對不同介質、不同體積 的應用,這對矛盾顯得更加難以平衡。為了能夠適應更多客戶不同應用的需求,該類產品生產商都采用了類似的折中的控制方法------允許di 一次達到目標溫度時有一定程度的溫度過沖,之后不再允許有任何大幅度溫度過沖,并且盡快形成只在目標溫 度附近非常小的震蕩(如圖 1 所示),這也必然導致了這類產品在同時追求加熱速度和 控制溫度過沖時,無法達到十分滿意的標準。

    圖 1 溫度控制示意圖

    針對大龍儀器的此類產品,我們分別利用水和硅油作為被加熱介質,在同一溫度條件下,進行加熱實驗,所得實驗結果如圖 2-4 所示。

    圖 2

    圖 3

    圖 4

    由實驗結果可以看出:

    與水相比,同樣實驗條件下,使用硅油作為被加熱介質到達目標溫度所需的時間較短,過沖溫度較大,這是因為水的比熱容(4.2 x 103 J/Kg)大于硅油的比熱容(20℃時,硅油比熱容為 2.49 x 103 J/Kg),在吸收相同熱量的情況下,比熱容較小的物質散熱慢,溫升較快,升溫幅度較大。

    目標溫度分別設置在 40℃和 80℃的情況下,使用硅油作為加熱介質達到目標溫度所需時間差較小,而使用水作為加熱介質所需時間差較大,這是因為隨著溫度的升高,硅油的比熱容還會變小,當溫度達到 100℃,硅油的比熱容降低至 1.63 x 103 J/Kg),而水的比熱容基本不變,相同加熱條件下,比熱容越小的被加熱介質,升溫越快。

    同樣的實驗條件下,分別利用兩種體積的水和兩種體積的硅油作為加熱介質,體積越小,達到目標溫度所需時間越短,溫度過沖越大。

    一般情況下,環境溫度、容器表面積/體積、被加熱介質比熱容、室內氣流大小、目標溫度與外環境溫差等都會對加熱速度、控制溫度過沖和維持溫度穩定性產生影響,因此,對于部分研究人員嚴格要求控制di 一次溫度過沖,建議用戶在應用中可以采用以下兩種方式:(1)待被加熱介質溫度穩定后放置樣品;(2)將加熱溫度設置為低于目標溫度約 10℃左右,待溫度穩定后,再將設置溫度逐漸調至所需的目標溫度值。

    而對于另一部分研究人員要求快速達到目標溫度,并不計較di 一次溫度過沖時,建議用戶在應用中采用另外兩種方式:(1)在加熱過程中采用一些保溫措施,如加上蓋子等;(2)將設置溫度值設置高于目標值,待被加熱介質接近目標溫度時,降低設置 溫度到目標值。

    另外,為了達到的熱傳遞效果,建議用戶:(1)盡量使用與儀器盤面尺寸大小相近的容器;(2)盡量保證容器底面與加熱盤面*貼合。



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