關(guān)于加熱型磁力攪拌器加熱問題的探討
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(lǐng)域。對于加熱功能,客戶往往比較關(guān)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(diào)和的矛盾,尤其是在開放的環(huán)境中針對不同介質(zhì)、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(chǎn)品生產(chǎn)商都采用了類似的折中的控制方法------允許一次達到目標溫度時有溫度過沖,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),這也導致了這類產(chǎn)品在同時追求加熱速度和控制溫度過沖時,無法達到十分完美的標準。針對大龍儀器的此類產(chǎn)品,我們分別利用水和硅油作為被加熱介質(zhì),在同一溫度條件下,進行加熱實驗,所得實驗結(jié)果如圖2-4所示。
由實驗結(jié)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(zhì)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(zhì)散熱慢,溫升較快,升溫幅度較大。
- 目標溫度分別設(shè)置在40℃和80℃的情況下,使用硅油作為加熱介質(zhì)達到目標溫度所需時間差較小,而使用水作為加熱介質(zhì)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(zhì),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(zhì),體積越小,達到目標溫度所需時間越短,溫度過沖越大。
而對于另一部分研究人員要求達到目標溫度,并不計較一次溫度過沖時,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(shè)置溫度值設(shè)置高于目標值,待被加熱介質(zhì)接近目標溫度時,降低設(shè)置溫度到目標值。
另外,為了達到較佳的熱傳遞效果,建議用戶:(1)盡量使用與儀器盤面尺寸大小相近的容器;(2)盡量使得容器底面與加熱盤面完全貼合。