恒溫槽介質對校準結果的影響
日期：2019-01-16 14:07:58 來源：凡帝朗(lang)
恒溫槽使用(yong)的介質有、水、防凍液(ye)、食用(yong)油、硅油等。
1.根據有(you)關(guan)研究，防(fang)凍液(ye)與水(shui)(shui)按 1:1混合，在—30℃時(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能仍正常(chang)(chang)。恒(heng)溫(wen)(wen)槽的表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)溫(wen)(wen)場(chang)與室(shi)溫(wen)(wen)及介質蒸(zheng)發量(liang)有(you)關(guan)。在常(chang)(chang)壓下純防(fang)凍液(ye)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力為46.49mN/m(20℃)，而純水(shui)(shui)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力0.728mN/m(20℃)，防(fang)凍液(ye)與水(shui)(shui)混合后(hou)會極大增加水(shui)(shui)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力，造成(cheng)分子內聚力增加，從而使得(de)蒸(zheng)發量(liang)小(xiao)于(yu)純水(shui)(shui)，故其垂(chui)直溫(wen)(wen)場(chang)優于(yu)純水(shui)(shui)。此(ci)項性(xing)(xing)(xing)(xing)能對于(yu)射流(liu)結構尤(you)其明顯。為此(ci)進(jin)行(xing)相(xiang)關(guan)實驗，使用純水(shui)(shui)和防(fang)凍液(ye) ( 按水(shui)(shui)和防(fang)凍液(ye)1:1 混合)的垂(chui)直溫(wen)(wen)場(chang)分別(bie)15mK和32mK。當恒(heng)溫(wen)(wen)介質蒸(zheng)發量(liang)大時(shi)，需要遮蓋(gai)槽面(mian)(mian)(mian)以改善垂(chui)直溫(wen)(wen)場(chang)。并對某射流(liu)結構的恒(heng)溫(wen)(wen)槽(98℃) 進(jin)行(xing)相(xiang)關(guan)實驗，結果(guo)顯示: 槽面(mian)(mian)(mian)有(you)覆蓋(gai)物(wu)時(shi)，垂(chui)直均勻(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)為12mK，波動性(xing)(xing)(xing)(xing)為8mK；無覆蓋(gai)物(wu)時(shi)，垂(chui)直均勻(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)為28mK，波動性(xing)(xing)(xing)(xing)為12mK。由此(ci)可(ke)見，無覆蓋(gai)物(wu)的影響相(xiang)當可(ke)觀。
2.在(zai)(zai)高溫(wen)時(shi)，選擇蒸發(fa)量小的(de)工作(zuo)介質(zhi)可以減小此類影(ying)響，低(di)(di)粘度(du)硅油是一(yi)種選擇，使用(yong)低(di)(di)粘度(du)硅油作(zuo)介質(zhi)進行(xing)實驗，結(jie)果(guo)顯示: 在(zai)(zai)—30℃ 時(shi)，垂(chui)直(zhi)物均勻性(xing)(xing)為4mK，波動(dong)性(xing)(xing)為12mK；在(zai)(zai)100℃，垂(chui)直(zhi)均勻性(xing)(xing)為2mK，波動(dong)性(xing)(xing)為5mK。食用(yong)油也是一(yi)種廉價導熱(re)(re)介質(zhi)，在(zai)(zai)100~200℃工作(zuo)范圍(wei)(wei)得到廣泛使用(yong)。但電熱(re)(re)絲通電后溫(wen)度(du)很高，食用(yong)油極(ji)易炭化，形成黏性(xing)(xing)大的(de)顆粒，纏繞在(zai)(zai)加熱(re)(re)絲上，使其(qi)導熱(re)(re)性(xing)(xing)變差，降(jiang)低(di)(di)槽溫(wen)穩定性(xing)(xing)。更(geng)重要(yao)的(de)是降(jiang)低(di)(di)了加熱(re)(re)絲之間(jian)絕緣電阻，導致不安(an)全。因(yin)此在(zai)(zai)100~300℃工作(zuo)范圍(wei)(wei)建議使用(yong)硅油，并(bing)周期更(geng)換(huan)。
3.水(shui)是最廉價的的介質，工作(zuo)范(fan)圍(wei)一般在5~95℃，但不能覆蓋最常用的0℃，因而較多恒溫槽使用防凍液代(dai)替水(shui)。