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(wěn)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(huán)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(huán)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(huán)境溫差等都會對加熱速度,、控制溫度過沖和維持溫度穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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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