Làm thế nào để sử dụng các thiết bị gia nhiệt không thể thiếu trong phòng thí nghiệm?

Sưởi ấm là một trong những nhiệm vụ thiết yếu trong mọi thí nghiệm. Có nhiều loại thiết bị sưởi ấm trong phòng thí nghiệm, chẳng hạn như lò điện, tấm sưởi điện, ống sưởi ấm, v.v. Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng nhiều thiết bị sưởi ấm như vậy không? Hôm nay, Xiaoxi sẽ tập trung giới thiệu cấu trúc, hiệu suất, phương pháp sử dụng và các biện pháp phòng ngừa của từng thiết bị cho mọi người. Nếu bạn không sớm nhận ra, hãy làm ngay.

Lò sưởi điện

Lò điện, giống như đèn khí, là thiết bị sưởi ấm thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm. Lò điện chủ yếu tạo ra nhiệt bằng cách truyền dòng điện qua dây điện trở (thường được gọi là dây hợp kim niken crom), thường được gọi là dây lò điện.

Có một loại lò điện khác có thể điều chỉnh các giá trị nhiệt khác nhau, thường được gọi là "lò điện vạn năng". Hình dạng của nó được thể hiện trong Hình 1. Tấm lò nằm ở phía trên và có một công tắc đa vị trí một cực được lắp đặt bên dưới tấm lò. Có một số điểm tiếp xúc trên công tắc và một điện trở bổ sung được lắp đặt giữa mỗi hai điểm tiếp xúc. Điện trở bổ sung được bao phủ bằng nhiều ống gốm để tránh hiện tượng đoản mạch hoặc thương tích do rò rỉ điện do tiếp xúc lẫn nhau và tiếp xúc với vỏ lò. Bằng cách xoay tấm kim loại trượt để thay đổi kích thước của điện trở bổ sung được kết nối nối tiếp với dây lò, cường độ dòng điện chạy qua dây lò có thể được điều chỉnh để đạt được mục đích điều chỉnh quá trình tạo nhiệt của lò điện. Mạch của lò điện vạn năng được thể hiện trong Hình 2.

 

 

Hình 1 Lò điện vạn năng

Khi tấm trượt kim loại 2 ở điểm ngắt điện 3, mạch không được kết nối và lò điện ở vị trí đóng. Khi tấm kim loại quay đến điểm tiếp xúc 4, tất cả các điện trở bổ sung được kết nối nối tiếp với dây lò. Lúc này, tổng điện trở là cao nhất và dòng điện chạy qua là thấp nhất, do đó dây lò tỏa ra ít nhiệt nhất. Khi tấm kim loại quay đến điểm tiếp xúc 5, điện trở bổ sung giảm đi một nửa, cường độ dòng điện ở mức vừa phải và nhiệt lượng do lò điện giải phóng cũng ở mức vừa phải. Khi tấm kim loại quay đến điểm tiếp xúc 8, điện trở bổ sung bằng không, cường độ dòng điện đạt mức cực đại và nhiệt lượng do lò điện giải phóng cũng ở mức cực đại.

Nếu không có lò điện vạn năng trong phòng thí nghiệm, lò điện thông thường cũng có thể được kết nối với máy biến áp tự ngẫu có công suất tương đương hoặc lớn hơn. Điều chỉnh điện áp đầu ra cho phép thay đổi tùy ý cường độ dòng điện và khả năng gia nhiệt của lò điện, giúp thuận tiện hơn so với lò điện vạn năng.

 

Hình 2 Sơ đồ mạch lò điện vạn năng

1- Núm điều chỉnh nhiệt độ; 2- Tấm trượt kim loại; 3- Điểm mất điện; 4-khối đầu cuối (cũng là điểm tiếp xúc của miếng trượt kim loại); 5- Khối đầu cuối điểm giữa; 6- Điện trở bổ sung; 7- Dây lò điện; 8- Điểm tiếp xúc

Tấm gia nhiệt điện và ống gia nhiệt điện

Tấm gia nhiệt điện thực chất là lò điện kín, thường có hình chữ nhật hoặc hình tròn, có thể điều chỉnh nhiệt độ. Tấm có thể chứa nhiều vật gia nhiệt cùng lúc, không có ngọn lửa hở. Tấm gia nhiệt điện là thiết bị tiêu hóa thông thường được các phòng thí nghiệm trong nước công nhận và chấp nhận trong 10 năm qua. Tấm gia nhiệt điện có khả năng kiểm soát nhiệt độ tốt, độ ổn định cao và độ an toàn cao, có thể giúp ích rất nhiều cho nhân viên thí nghiệm giải quyết một số vấn đề mà quá trình tiêu hóa bằng lò điện gặp phải. Tuy nhiên, tấm gia nhiệt điện cũng có một số nhược điểm: tiêu thụ năng lượng cao, sử dụng năng lượng nhiệt thấp, diện tích gia nhiệt hiệu quả nhỏ, xử lý mẫu hạn chế và kết quả thí nghiệm không đồng đều.

Ống sưởi điện là thiết bị chuyên dụng để sưởi ấm bình đáy tròn để chưng cất. Vỏ được làm thành hình bán cầu, bên trong được cấu tạo từ dây điện sưởi, vật liệu cách điện và vật liệu cách nhiệt. Ống sưởi điện phù hợp được lựa chọn theo kích thước của bình và thường được kết nối với bộ điều chỉnh điện áp tự động để điều chỉnh nhiệt độ cần thiết.

Các biện pháp phòng ngừa khi sử dụng lò điện, bếp điện và ống sưởi điện

(1) Điện áp cung cấp điện phải phù hợp với điện áp do lò điện, tấm gia nhiệt điện và ống gia nhiệt điện chỉ định.

(2) Khi vật chứa nhiệt làm bằng thủy tinh hoặc kim loại, phải đặt lưới amiăng trên lò điện để tránh nhiệt độ không đều khiến đồ thủy tinh vỡ và vật chứa kim loại chạm vào dây lò điện, gây ra hiện tượng đoản mạch và tai nạn điện giật.

(3) Thời gian làm việc liên tục của lò điện, mâm nhiệt điện, ống nhiệt điện không được quá dài để tránh ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng của chúng.

(4) Rãnh lò điện phải thường xuyên vệ sinh sạch sẽ, vật liệu cháy và cháy phải được loại bỏ kịp thời (phải ngắt điện trong quá trình loại bỏ) để duy trì độ dẫn điện tốt của dây lò. Ngăn ngừa chất lỏng bắn vào bên trong lò điện và ống gia nhiệt gây rò rỉ hoặc ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng của chúng.

Lò tiêu hóa

Lò tiêu hóa áp dụng phương pháp gia nhiệt điện loại giếng, cho phép mẫu đạt được hiệu ứng nhiệt tốt hơn khi được gia nhiệt trong lò gia nhiệt điện loại giếng, rút ​​ngắn thời gian tiêu hóa và tiêu hóa mẫu, do đó cải thiện tốc độ phát hiện xác định hàm lượng chất hữu cơ như protein. Bộ phận gia nhiệt (mô-đun) sử dụng ống thạch anh hồng ngoại, có khả năng chống axit và kiềm mạnh, chống nổ, tuổi thọ cao và đáp ứng các tiêu chuẩn CE. Đặc điểm là đường tiêu hóa có diện tích gia nhiệt lớn, chênh lệch nhiệt độ nhỏ, độ đồng nhất tốt trong quá trình tiêu hóa mẫu, hiệu suất nhiệt cao và có lợi cho quá trình tiêu hóa mẫu. Kiểm soát nhiệt độ sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số, có khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác và gia nhiệt nhanh. Đồng thời, các khí độc hại như SO2 tràn ra từ ống tiêu hóa được thải vào cống qua đường ống thu gom nước thải trên lò tiêu hóa thông qua bơm lọc, ngăn chặn hiệu quả sự thoát ra của các khí độc hại.

 

Sơ đồ lò tiêu hóa

Các bước tiêu hóa mẫu

Cân 0.3-1g mẫu đã được nghiền nát và đi qua 40-60 lưới/inch, và đặt mẫu không bị hư hại vào ống tiêu hóa đã rửa sạch và sấy khô. Thêm nước, chất xúc tác và 10mL axit sunfuric.

1. Đặt các ống tiêu hóa vào các lỗ của mỗi giá tiêu hóa, sau đó đặt chúng lên máy tiêu hóa và đặt các ống nước thải có vòng đệm kín lên trên.

2. Mở ống hút để cho nước (nước máy) chảy vào, để ống hút ở trạng thái hút.

3. Kết nối lại nguồn điện, bật các công tắc điều khiển tương ứng, xoay biến trở và điều chỉnh điện áp chỉ định thành 220V để tiêu hóa nhanh.

4. Trong giai đoạn đầu của quá trình phân hủy, cần chú ý quan sát để tránh mẫu bị bắn ra ngoài do gia nhiệt nhanh (phương pháp cứu trợ: có thể tắt máy trong 5 phút khi quá trình phân hủy đạt đến mức bắn ra ngoài rồi bật lại để tiếp tục gia nhiệt).

5. Sau khi tiêu hóa, ống tiêu hóa, ống nước thải và toàn bộ xe kéo được chuyển đến giá làm mát để làm mát. Chú ý: Trong quá trình làm mát, ống nước thải phải được giữ ở trạng thái hút (không được cho ống tiêu hóa vào nước để làm mát).

6. Ngăn chặn khí thải thoát ra ngoài.

7. Sau khi sử dụng dụng cụ, hãy điền vào hồ sơ sử dụng và bảo trì.

Bảo trì và bảo dưỡng lò tiêu hóa

1. Nhiệt độ gia nhiệt của lò tiêu hóa không được vượt quá 500 độ để tránh làm hỏng dụng cụ.

2. Khi sử dụng lò tiêu hóa thấy có hiện tượng bất thường, phải kịp thời ngắt nguồn điện để kiểm tra nguyên nhân gây ra sự cố.

3. Nếu không có kỹ sư bảo trì chuyên nghiệp, không được tự ý tháo dỡ lò tiêu hóa.

4. Việc bảo trì và bảo dưỡng lò tiêu hóa cần phải được ghi chép lại.

Lò nung

Còn được gọi là lò điện nhiệt độ cao, thường được sử dụng trong phân tích cân, chẳng hạn như đốt kết tủa và đo hàm lượng tro.

Lò nung muffle có cấu trúc dây nhiệt có thể hoạt động ở nhiệt độ tối đa là 950 độ và có thể sử dụng lên đến 1000 độ trong thời gian ngắn. Bộ phận gia nhiệt của lò nung muffle thanh silicon carbon là thanh silicon carbon bên trong lò, với nhiệt độ hoạt động tối đa là 1350 độ và nhiệt độ làm việc thường dùng là 1300 độ. Lò nung muffle có thể được chia thành hai loại dựa trên yêu cầu sử dụng: gia nhiệt nhiệt độ cố định và gia nhiệt nhiệt độ được lập trình.

Lò nung của lò nung muffle được làm bằng vật liệu composite oxit silic chịu nhiệt độ cao, không giãn nở và không nứt. Có một rãnh rỗng giữa thành trong và thành ngoài của lò, và các dây lò được xâu vào rãnh rỗng. Có các dây lò xung quanh lò, như thể hiện trong hình. Vì vậy, sau khi được cấp điện, toàn bộ lò được làm nóng đồng đều xung quanh và tạo ra nhiệt độ cao.

 

Hình dạng lò

Lò nung thanh cacbon silic, với thanh cacbon silic bộ phận gia nhiệt (thường được trang bị cặp nhiệt điện platin platin rhodium) phân bố ở cả hai bên của lò. Lò nung dây điện trở thường được trang bị cặp nhiệt điện niken crom niken nhôm.

Chu vi của lò nung thanh cacbon silic được phủ bằng gạch chịu lửa, đất chịu lửa, tấm amiăng, v.v. để giảm thất thoát nhiệt. Vỏ được bọc bằng khung và tấm sắt bằng sắt góc, và cửa lò được làm bằng gạch chịu lửa. Một lỗ nhỏ được mở ở giữa và một tấm mica trong suốt được nhúng vào để quan sát nhiệt độ tăng lên bên trong lò. Khi lò có màu đỏ sẫm, nhiệt độ khoảng 600 độ; Khi đạt đến màu đỏ đào đậm, nhiệt độ khoảng 800 độ; Khi lò có màu đỏ đào nhạt, nhiệt độ khoảng 1000 độ.

Hướng dẫn sử dụng lò nung muffle

Kiểm soát nhiệt độ bên trong lò hiện nay thường được thực hiện thông qua bộ điều khiển nhiệt độ. Bộ điều khiển nhiệt độ chủ yếu bao gồm một milivôn kế và một rơle, được kết nối với một cặp nhiệt điện phù hợp để kiểm soát nhiệt độ và hệ thống dây điện của nó được thể hiện trong hình.

Cặp nhiệt điện được lắp trong ống gốm và kéo dài vào lò qua lỗ nhỏ ở giữa phía sau lò nung. Cặp nhiệt điện tạo ra các điện thế khác nhau với các nhiệt độ lò khác nhau và độ lớn của điện thế được hiển thị trực tiếp trên đầu bộ điều khiển bằng cách sử dụng các giá trị nhiệt độ. Khi con trỏ chỉ nhiệt độ (con trỏ trên) tăng chậm và gặp con trỏ nhiệt độ điều khiển được điều chỉnh trước (con trỏ dưới), rơle sẽ ngay lập tức hoạt động để cắt mạch và dừng quá trình gia nhiệt. Khi nhiệt độ giảm và con trỏ trên và dưới tách ra, rơle sẽ kết nối lại mạch và lò điện tiếp tục gia nhiệt. Bằng cách lặp lại các hành động này nhiều lần, có thể đạt được điều khiển nhiệt độ tự động. Nói chung, trước khi đốt, hãy di chuyển con trỏ điều khiển nhiệt độ đến vị trí nhiệt độ được xác định trước và tính thời gian đốt từ khi đạt đến nhiệt độ được xác định trước.

 

Sơ đồ đấu dây bộ điều khiển nhiệt độ

Nguyên lý hoạt động của cặp nhiệt điện là kết nối hai dây kim loại khác nhau để tạo thành một mạch kín. Một tiếp điểm được nung nóng trong khi tiếp điểm còn lại ở trạng thái không nung nóng (điểm lạnh). Do nồng độ electron và vận tốc khác nhau trong các kim loại khác nhau, nên xảy ra hiện tượng khuếch tán electron. Trong mạch kín, dòng điện được tạo ra, dẫn đến suất điện động chênh lệch nhiệt độ. Mạch được hình thành bằng cách kết nối hai kim loại khác nhau này được gọi là cặp nhiệt điện. Kết nối một milivôn kế với cả hai đầu của cặp nhiệt điện để đo độ lớn của suất điện động chênh lệch nhiệt độ. Chênh lệch nhiệt độ giữa điểm lạnh và điểm nóng càng lớn thì milivôn càng lớn. Thang đo trên milivôn kế được chia thành các giá trị nhiệt độ tương ứng theo đặc điểm của cặp nhiệt điện được sử dụng và giá trị nhiệt độ có thể được đọc trực tiếp.

Những lưu ý khi sử dụng lò nung

1. Lò nung phải được đặt trên bệ xi măng ổn định. Cắm thanh cặp nhiệt điện vào lò nung qua lỗ nhỏ phía sau lò nung, và kết nối dây chuyên dụng của cặp nhiệt điện với cực của bộ điều khiển nhiệt độ. Cẩn thận không kết nối cực dương và cực âm không đúng cách để tránh làm hỏng kim chỉ nhiệt độ do hướng ngược lại.

2. Xác định điện áp nguồn điện cần thiết cho lò điện, cấu hình phích cắm, ổ cắm và cầu chì với nguồn điện phù hợp và kết nối dây nối đất để tránh nguy hiểm. Nên trải một tấm vải cao su dày trên mặt đất trước lò để vận hành an toàn hơn.

3. Sau khi đốt xong, trước tiên phải kéo công tắc điện xuống để ngắt nguồn điện. Nhưng không được mở cửa lò ngay lập tức để tránh lò bị nứt lạnh đột ngột. Nói chung, trước tiên có thể mở một khe nhỏ để lò nguội nhanh hơn, cuối cùng có thể dùng kẹp nồi cán dài để lấy vật bị cháy ra.

4. Khi sử dụng lò nung, điều quan trọng là phải thường xuyên chú ý để tránh tai nạn như đứt dây lò điện do lỗi tự điều khiển. Không sử dụng lò nung khi không có người trực vào ban đêm.

5. Giữ lò sạch sẽ và tránh xếp các vật liệu dễ cháy nổ xung quanh lò.

6. Khi không sử dụng lò nung, phải ngắt nguồn điện và đóng cửa lò để tránh vật liệu chịu lửa bị ăn mòn bởi độ ẩm.

Bồn tắm nước (dầu) nhiệt độ không đổi điện

Bồn tắm nước (dầu) nhiệt độ không đổi điện thường được sử dụng để bốc hơi và gia nhiệt ở nhiệt độ không đổi, có một lỗ và nhiều lỗ. Thường được sử dụng để bốc hơi và gia nhiệt ở nhiệt độ không đổi, có loại một lỗ và loại có lỗ.

Bình nước nóng điện nhiệt độ không đổi thường áp dụng cấu trúc kiểu bồn rửa. Được chia thành lớp trong và lớp ngoài, lớp trong được làm bằng tấm nhôm hoặc thép không gỉ cho lớp lót bên trong. Đáy túi mật được trang bị ống sưởi điện và giá đỡ. Ống sưởi điện là ống đồng chứa dây lò điện và được quấn bằng vật liệu cách điện, với các dây được kết nối với bộ điều khiển nhiệt độ. Vỏ ngoài được làm bằng tấm thép mỏng và vật liệu cách điện như amiăng được lấp đầy giữa vỏ ngoài và lớp lót bên trong. Tất cả các thành phần điện của bộ điều khiển nhiệt độ được lắp đặt trong hộp điện ở phía bên phải của bồn nước và ống cảm biến nhiệt độ do bộ điều khiển mang theo được lắp vào hộp đựng bên trong. Màn hình hiển thị bề mặt và bảng điều khiển hoạt động của hộp điện. Có một van xả ở phía dưới bên trái của bình nước nóng.

 

Nồi tắm nước điện nhiệt độ không đổi

Bồn nước được đun nóng bằng phương pháp gia nhiệt điện. Điện áp nguồn là 220V. Phạm vi nhiệt độ không đổi của bồn nước là 37-100 độ (cao hơn nhiệt độ phòng 3 độ), với chênh lệch nhiệt độ là ± 1 độ. Cấu trúc của bồn dầu và bồn nước tương tự nhau, ngoại trừ môi trường gia nhiệt được thay đổi từ nước sang dầu. Bồn dầu nhiệt độ không đổi được sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm và là thiết bị nhiệt độ không đổi nhiệt độ cao thiết yếu. Nó sử dụng ống gia nhiệt nhiệt độ cao để đun nóng dầu truyền nhiệt, sau đó kiểm soát chính xác nhiệt độ thông qua một dụng cụ kiểm soát nhiệt độ chính xác. Dầu được sử dụng trong bồn dầu phải được xác định dựa trên nhiệt độ và các yêu cầu thực nghiệm.

Glycerin được sử dụng cho nhiệt độ thấp, dầu hạt bông được sử dụng cho nhiệt độ cao. Nhìn chung, loại dầu thường được sử dụng trong bồn dầu nhiệt độ không đổi là dầu NO 1. Dầu NO 2. Dầu ô liu, dầu hạt bông, dầu parafin, dầu mè, dầu động cơ, dầu máy biến áp. Điểm chớp cháy của dầu ô liu, dầu hạt bông và dầu mè trong các loại dầu này là khoảng 300 độ. Do đó, nếu cần thử nghiệm ở nhiệt độ cao, nên sử dụng các loại dầu này. Nếu không, khi đạt đến điểm bắt lửa của dầu, sẽ rất nguy hiểm.

Sử dụng và lưu ý

1. Sử dụng nồi hấp nước

(1) Đóng van xả và bơm nước sạch (tốt nhất là nước tinh khiết) vào bồn nước ở độ sâu thích hợp, thường không vượt quá hai phần ba dung tích của bồn nước.

(2) Cắm phích cắm điện vào ổ cắm và lắp dây nối đất vào lỗ dày của ổ cắm.

(3) Bật công tắc nguồn và bật nguồn. Điều chỉnh nút điều khiển nhiệt độ đến nhiệt độ cài đặt.

(4) Khi chỉ số nhiệt độ của dây lò tăng lên đến nhiệt độ được kiểm soát sau khi gia nhiệt, đèn đỏ tắt, sau đó đèn đỏ liên tục tắt, cho biết bộ điều khiển nhiệt độ không đổi đang hoạt động.

2. Công dụng của nồi tắm dầu

(1) Khi sử dụng bồn dầu, trước tiên phải đổ dầu vào nồi, sau đó cắm điện, hiển thị nhiệt độ thực tế đo được trên đồng hồ đo nhiệt độ kỹ thuật số và điều chỉnh công tắc núm vặn.

(2) Đồng thời, quan sát giá trị đọc đến giá trị nhiệt độ mong muốn. Khi nhiệt độ cài đặt vượt quá nhiệt độ dầu, đèn báo gia nhiệt sẽ sáng lên, cho biết máy sưởi đã bắt đầu hoạt động.

(3) Khi nhiệt độ dầu đạt đến nhiệt độ mong muốn, đèn báo nhiệt độ không đổi sẽ sáng và đèn báo gia nhiệt sẽ tắt.

(4) Cần lưu ý rằng dầu trong nồi không được làm ống điện gia nhiệt rò rỉ ra ngoài bề mặt dầu, để tránh làm cháy ống điện gia nhiệt và gây rò rỉ.

3. Những lưu ý khi sử dụng chậu tắm nước nóng

(1) Nhớ giữ mực nước không thấp hơn ống điện sưởi, nếu không sẽ làm cháy ống điện sưởi ngay lập tức.

(2) Bên trong hộp điều khiển không được ẩm ướt để tránh rò rỉ điện và làm hỏng bộ điều khiển.

(3) Luôn chú ý xem có rò rỉ nước ở bình chứa nước trong quá trình sử dụng không.

Ngoài các nồi nước tắm điện nhiệt độ không đổi thông thường, còn có một số nồi nước tắm siêu nhiệt độ không đổi thử nghiệm chính xác sử dụng bơm tuần hoàn điện để khuấy và có hệ thống kiểm soát nhiệt độ tự động tốt, với biên độ dao động nhiệt độ không đổi là ± 0.05 độ.

4. Những lưu ý khi sử dụng nồi ngâm dầu

(1) Khi tiêm chất lỏng vào bồn dầu, mức chất lỏng phải được kiểm soát để tránh tràn quá mức. Vào mùa hè, nhiệt độ trong nhà và ngoài trời chênh lệch lớn. Khi nhiệt độ thử nghiệm đạt 300 độ, mức chất lỏng phải được kiểm soát ở mức khoảng 80% thể tích.

(2) Cấm sử dụng các loại dầu dễ cháy và dễ bay hơi, dầu sử dụng phải được xác định dựa trên nhiệt độ và yêu cầu thực nghiệm. Sử dụng glycerol cho nhiệt độ thấp và dầu hạt bông cho nhiệt độ cao.

(3) Không nên sử dụng chậu tắm dầu ở những nơi thông gió kém, nên để xa nguồn lửa và những nơi dễ phát ra tia lửa để phòng ngừa hỏa hoạn.

(4) Không được đốt khi không có dầu, vì có thể gây rò rỉ điện, cháy nổ và làm hỏng ống gia nhiệt. Không được vận hành bằng tay ướt ở những nơi có độ ẩm quá cao, vì có nguy cơ rò rỉ điện và điện giật. Nguồn điện phải sử dụng phích cắm nối đất.