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恒溫槽的原理

更新時(shí)間:2024-02-20      點(diǎn)擊次數(shù):563

 

目前恒溫槽使用的介質(zhì)大致有酒精、水、防凍液、食用油、硅油、汽缸油等。水是最廉價(jià)的的介質(zhì),作范圍一般在5 ~95℃,但不能覆蓋常用的0℃,而較多恒溫槽使用防凍液代替水。根據(jù)相關(guān)研究,凍液與水按1: 1 混合,在- 30℃ 時(shí)性能仍正常。槽的表面溫場(chǎng)與室溫及介質(zhì)蒸發(fā)量有關(guān)。根據(jù)參考獻(xiàn)3,常壓下純防凍液表面張力46. 49 mN/ m(而純水表面張力0. 728 mN/ m(20℃),防凍液與水合后會(huì)大大增加水表面張力,造成分子內(nèi)聚力增加,從而使得蒸發(fā)量小于純水,故其垂直溫場(chǎng)優(yōu)于純水。此項(xiàng)性能對(duì)于射流結(jié)構(gòu)恒溫槽尤其明顯。筆者進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),使用純水和防凍液(按水和防凍液1: 1 混合)的垂直溫場(chǎng)分別15 mK 和32 mK。當(dāng)恒溫介質(zhì)蒸發(fā)量大時(shí),需要遮蓋槽面以改善垂直溫場(chǎng)。筆者對(duì)某射流結(jié)構(gòu)的恒溫槽(98 ℃)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示:槽面有覆蓋場(chǎng)時(shí),垂直均勻性為12 mK,波動(dòng)性為8 mK;無(wú)覆蓋物時(shí),垂直均勻性為28 mK,波動(dòng)性為12 mK。

 

先進(jìn)的濾波技術(shù)克服了電源噪聲干擾和雜散的電磁干擾和無(wú)線(xiàn)電干擾。采用比例積分控制功能來(lái)控制供給恒溫槽加熱器的功率,精密的工廠(chǎng)調(diào)試幾乎消除了過(guò)沖的影響,使得恒溫槽能夠在到達(dá)溫度設(shè)定點(diǎn)之后迅速達(dá)到其最高的溫度穩(wěn)定性。恒溫槽性能的一個(gè)關(guān)鍵因素在于我們的熱端口技術(shù)。它將制冷螺旋管和加熱器呈夾層形安裝在恒溫槽不銹鋼筒的側(cè)面,鋼筒的底部變成了熱交換端口,大部分熱量通過(guò)這個(gè)端口進(jìn)出恒溫槽。鋼筒周?chē)己玫慕^緣設(shè)計(jì)最大限度地減少了熱量泄露。

 

由此可見(jiàn),無(wú)覆蓋物的影響相當(dāng)可觀。這在某些無(wú)法遮蓋槽面進(jìn)行檢測(cè)工作的情況下需要注意。在高溫時(shí),選擇蒸發(fā)量小的工作介質(zhì)可以減小此類(lèi)影響,低粘度硅油是一種選擇。

 

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