恒温水浴槽安装与性能测试 完成

实验一恒温槽的安装和性能测试

一、实验目的和要求

1、了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握装配和调试技术。

2、学会分析恒温槽的性能。

3、掌握电接点水银温度计的调节和使用。

二、实验内容和原理

本实验讨论一张常用的控温装置—恒温槽。恒温槽一般由浴槽、温度调节器、温度控制器和温度指示器等部件组成（见图1）。它通过温度控制器控制加热器的工作状态从而实现恒温的目的。当恒温水浴热量散失导致其温度下降到设定值时，控制器使控制加热器工作，系统温度升高，当系统再次达到设定温度时，则自动停止加热。如此循环，可以使系统温度在一定范围内保持恒定。一般恒温槽都用水作为恒温介质，使用温度为20～50℃左右。若需要更高恒温温度（不超过90℃）时，可在水面上加少许白油以防止水的蒸发，90℃以上则可用甘油、白油或其他高沸点物质作为恒温介质。

恒温槽一般由浴槽、温度调节器、温度控制器（见图2）、加热器、搅拌器和温度指示器等部件组成。

装配和使用恒温槽的时候，应注意各元件在恒温槽中的布局是否合理，注意各元件的灵敏度，注意感温、温度传递、控制器、加热器等的滞后现象。通常，灵敏度越高，恒温槽内温度波动越小，各区域温度越均匀。灵敏度是恒温槽恒温好坏的一个主要标志。为了提高恒温槽的灵敏度，在设计恒温槽时要注意以下几点：恒温槽介质的热容量要大些，传热效果要好些，尽可能

加快电热器与接触温度计间传热的速率，感温元件的热容尽可能小，感温元件与电加热器间距离要近一些，搅拌器效率要高，作调节温度用的加热器功率要恰当。

图1——恒温槽装置简图

图2——温度调节器（电接点水银温度计）

三、主要仪器和设备

仪器：玻璃缸1个；温度调节器（导电表）1支；精密电子温差测量仪1台；温度计（1/10℃）1支；搅拌器（连续可调变压器）1套；温度控制器（继电器）1台；加热器1只。

四、操作方法和实验步骤

（1）将蒸馏水灌入浴槽至容积的4/5处，然后将恒温槽所需元件按合理的排布组装成一套恒温槽，并接好所有的线路。

（2）打开搅拌器和加热器，使恒温槽内的水温度升高，等温度计显示温度为35℃左右时通过调节调节帽调节温度调节器的温度使之温度在33-35℃之间，固定好调节帽。当指示灯的显示呈红绿交替时即可开始下一步骤。

（3）用精密温差测量仪测量已达设定温度的恒温槽的温度波动值，测定点选择恒温槽的上、中、下、左、前、后六点。

（4）分别测定加热器在100V和200V电压下恒温槽的温度波动曲线，每隔30s读数一次，连续记录15min。

五、实验数据记录和处理

上中下

1 5.000 5.01

2 4.995

2 4.990 5.005 4.998

3 4.980 4.995 5.039

4 5.020 4.986 5.036

5 5.010 5.020 5.027

6 5.000 5.010 5.018

7 4.990 4.997 5.006

8 4.970 4.986 4.993

9 4.970 4.982 5.028

10 5.010 5.029 5.019

11 5.010 5.025 5.010

12 5.000 5.017 5.002

13 4.990 5.007 4.992

14 4.980 4.996 5.029

15 5.020 4.985 5.020

16 5.010 5.020 5.010

17 5.000 5.014 5.002

18 4.990 5.003 4.993

19 4.990 4.992 4.999

20 4.980 4.982 4.990

六、思考题

（1）从能量守恒的角度来讨论，应如何选择加热器的功率大小？

答：功率越大，电热丝在相同时间内传热越多，恒温槽中的介质吸收的热量越大，则温度波动幅度越大。所以应选择小功率加热。

（2）你认为可以用哪些测温元件来测量恒温槽温度波动？

答:1/10℃玻璃温度计，贝克曼温度计。