恒温槽的性能测试

实验一恒温槽的性能测试

【实验目的】

1.了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握其调试的基本技术。

2.绘制恒温槽灵敏度曲线，学会分析恒温槽的性能。

【实验原理】

恒温槽装置示意图

1. 浴槽

2. 加热器

3. 搅拌器

4. 温度计

5. 电接点温度计

6. 继电器

7. 贝克曼温度计

恒温槽的部分构件简介：

1.浴槽

如果控制的温度同室温相差不是太大，则用敞口大玻璃缸作为浴槽是比较合适的，对于较高和较低温度，则应考虑保温问题。具有循环泵的超级恒温槽，有时仅作供给恒温液体之用，而实验则在另一工作槽中进行。

2.加热器

如果要求恒温的温度高于室温，则需不断向槽中供给热量以补偿其向四周散失的热量，如恒温的温度低于室温，则需不断从恒温槽取走热量，以抵偿环境向槽中的传热。在前一种情况下，通常采用电加热器间隙加热来实现恒温控制。对电加热器的要求是热容量小、导热性好、功率适当。选择加热器的功率最好能使加热和停止的时间约各占一半。

3.搅拌器

加强液体介质的搅拌，对保证恒温槽温度均匀起着非常重要的作用。

设计一个优良的恒温槽应满足的基本条件：（1）测量探头灵敏度高；（2）搅拌强烈而均匀；（3）加热器导热良好而且功率适当；（4）搅拌器、测量探头和加热器相互接近，使被加热的液体能立即搅拌均匀并流经测温探头及时进行温度控制。恒温槽控制的温度是有一个波动范围的，控制的温度波动范围越小，灵敏度越高，灵敏度是恒温槽性能的主要标志。它除与感温元件、电子继电器有关外，还受搅拌器的效率、加热器的功率等因素影响。恒温槽灵敏度的测定，是在指定温度下用贝克曼温度计记录温度波动范围，即T—t曲线。最高温度为T2，最低温度为T1，则灵敏度

te=（T2—T1）/2

由图2—2可以看出：曲线A表示恒温槽灵敏度较高；B表示恒温槽灵敏度较差；C表示加热器功率太大；D表示加热器功率太小或散热太快。

图1—1 恒温槽控温灵敏度曲线图

【仪器和试剂】

SYP—ⅡC玻璃恒温水浴1台；

SWC—ⅡD精密数字温度温差仪1台

【实验步骤】

1.根据所给元件和仪器，安装恒温槽，并接好线路，接通电源。

2.槽体中放入约2/3容积的蒸馏水。

3.接通电源，打开搅拌器开关加热，并将继电器上的温度调到所需控制的温度。

4.将恒温槽分别两次设定在30℃和40℃。

5.调节贝克曼温度计，并插入恒温槽中进行测量。

6.待恒温槽达到指定温度后，观察贝克曼温度计的读数，利用秒表每隔2min记录一次读数，共测定60min。

7.实验完毕后，关闭电源，整理实验台。

【数据记录与处理】

1.记录：

室温：大气压：

温度控制在30℃时：

2.数据处理：

（1）以时间t为横坐标，温度T为纵坐标，做曲线。

（2）计算恒温槽的灵敏度。

【思考与讨论】

1.对于提高恒温槽装置的灵敏度，可以从哪些方面进行改进？

2.如果所需要的恒温槽低于室温，如何装置恒温装置？

5、课后思考题

（1）如何提高恒温槽的灵敏度？

答：a 恒温介质流动性好，传热性能好，控制灵敏度高

b 加热器功率要适宜

c 搅拌器速度要足够大

d 继电器电磁吸引电键，后者发生机械作用的时间愈短，断电时线圈中的铁芯剩磁愈小，控制灵敏度就高。

e 电接点温度计热容小，对温度的变化敏感，则灵敏度高

f 环境温度与设定温度差值越小，控温效果越好

（2）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：应选择小功率加热。

（3）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。