行业资料《恒温槽调节及影响恒温槽灵敏度因素考察》实验报告
中国石油大学,华东,现代远程教育
实验报告
课程名称:物理化学
恒温槽调节及影响恒温槽灵敏度实验名称:
因素考察
实验形式:在线模拟+现场实践
提交形式:在线提交实验报告
学生姓名: 学 号:
年级专业层次:
学习中心:
提交时间: 2013 年 6 月 12 日 一、实验目的
1(了解恒温槽的构造及恒温原理,考察恒温槽灵敏度的影响因素,掌握恒温槽的使用
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
。 2(学习使用热敏电阻及自动平衡记录仪测定温差的方法
二、实验原理
恒温槽装置示意图如图1所示,由槽体、恒温介质、加热器(或冷却器)、温度指示器、搅拌器和温度控制器等部分组成。继电器必须和接触温度计、加热器配套使用。接触温度计是一支可以导电的特殊温度计,又称为导电
表
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或水银控制器,如图2所示。它有两个电极,一个固定与底部的水银球相连,另一个可调电极是金属丝,由上部伸入毛细管内。顶端有一磁铁,可以旋转螺旋丝杆,用以调节金属丝的高低位置,从而调节设定温度。当温度升高时,毛细管中水银柱上升与一金属丝接触,两电极导通,使继电器线圈中电流断开,加热器停止加热; 当温度降低时,水银柱与金属丝断开,继电器线圈通过电流,使加热器线路接通,温度又回升。如此,不断反复,使恒温槽控制在一个微小的温度区间波动,被测体系的温度也就限制在一个相应的微小区间内,从而达到恒温的目的。
恒温槽的温度控制装置属于“通”“断”类型,当加热器接通后,恒温介质温度上升,热量的传递使水银温度计中的水银柱上升。但热量的传递需要时间,因此常出现温度传递的滞后,往往是加热器附近介质的温度超过设定温度,所以恒温槽的温度超过设定温度。同理,降温时也会出现滞后现象。由此可知,恒温槽控制的温度有一个波动范围,并不是控制在某一固定不变的温度。为了考察诸因素对恒温槽灵敏度的影响,需要用热敏电阻测量恒温槽内介质温度的涨落,一般要配用不平衡电桥和自动记录仪。
影响恒温槽灵敏度的因素很多,大体有:(1) 加热器功率;(2) 搅拌器的转速;(3) 恒温介质的流动性;(4) 各部件的位置;(5) 环境温度与设定温度的差值等。
图1: 恒温槽的装置示意
1、 浴槽;2、加热器;3、搅拌器;4、温度计; 5、接触温度计;6、继电器; 7、热敏电阻
图2:接触温度计结构示意图
1、磁铁;2、固定螺钉;3、螺杆;4、标铁;
5、钨丝;6、水银柱;7、水槽;8、接触点引线
三、实验仪器
恒温槽
电子继电、 甲电池
不平衡电桥 记录仪
变压器
变阻箱
热敏电阻
四、操作步骤
?安装恒温槽
?在玻璃缸中加入蒸馏水至容积的2/3处,
?将加热圈放入槽体,安装接触温度计、精密温度计,固定搅拌器,安装搅拌杆,调节各连线布局合理。连接好控温电路
?调节恒温槽至30?C
?顺时针转动接触温度计上方磁铁,调节标铁位置,使其上连低于指定温度1-2?C。 ?接通电源,打开搅拌器开关,调节转速,打开电子继电器开关。
?黄灯亮,加热器开始加热,黄灯灭,稍等片刻,观察水银温度计,若低于30?C,顺时针调节接触温度计上方磁铁;黄灯亮,停止预热,黄灯灭,稍等片刻,观察水银温度计,若低于30?C,以逐步逼近 的调节方法,使恒温槽温度恒定在30?C?0.1?C的范围内。
?恒温槽温度达到30?C后,固定温度计调节帽上的螺钉。恒温5,10分钟,待水槽各处温度均匀后开始实验
?实验:考察加热器功率及搅拌器转速对恒温槽灵敏度的影响
?将甲电池连接至电桥上,注意正负极;将电阻箱与电桥相连,接好热敏电阻,将记录仪信号线接至电桥上,将变压器与电子继电器相连。
?打开电源,调节量程为5mv,调节记录仪纸速为30cm/h,调节加热器电压为220伏,正常搅拌速度,将电桥开关打至通路。根据热敏电阻阻值,调节电阻箱数值,使记录笔位置位于记录纸中央,观察记录仪画出的温度波动曲线。
?其它条件不变,调节电压为80伏,观察记录仪画出的温度波动曲线,考察加热功率对恒温槽灵敏度的影响。
?恢复加热器电压为220伏,降低搅拌器转速,观察记录仪画出的温度波动曲线,考察搅拌速度对恒温槽灵敏度的影响。
?实验结束,关闭记录仪电源;停止搅拌,关闭继电器
五、实验数据处理
实验中记录的不同条件下恒温槽温度波动峰如图1所示。从记录纸上读出各条件下温度波动的峰高数,计算温度波动及其平均值,数据列于表1中。
图1 加热功率及搅拌速率对恒温槽温度波动的影响
表1 加热功率及搅拌速率对恒温槽灵敏度的影响
220V,正常搅拌 80V,正常搅拌 220V,慢速搅拌
峰?格数/个 41.5 10.2 55.5
峰?格数/个 42.0 10.5 56.8
峰?格数/个 40.5 10.3 57.0
峰平均格数/个 41.3 10.3 56.4
平均温度(?C) 0.19 0.047 0.26
温度波动(?C) ?0.095 ?0.024 ?0.13
说明:记录仪0.0046?C/格
实验结果说明,低的加热功率及高的搅拌速率有利于提高恒温槽的灵敏度,实验中采取的220V、正常搅拌(恒温介质液面刚有小漩涡)条件下,能够满足一般实验要求恒温槽温度波动在?0.1?C的灵敏度要求范围。
六、
分析
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及结论
根据实验得知,影响恒温槽灵敏度的因素很多,大体有:
(1)恒温介质:流动性好,传热性能好,则控温灵敏度高;
(2)加热器:功率适宜,热容量小,则控温灵敏度高;
(3)搅拌器:搅拌速率要足够大,才能保证恒温槽内温度均匀;
(4)各部件的位置:加热器、搅拌器和接触温度计的位置应接近,使被加热的液体能立即搅拌均匀,并流
经接触温度计及时进行温度控制
(5)环境温度与设定温度的差值越小,控温效果越好
(6)温度控制器:电磁吸引电键,电键发生机械作用的时间越短,断电时线圈中的铁心剩余磁性愈小,则
控温灵敏度就越高;
(7)接触温度计:热容小,对温度的变化敏感,则灵敏度高;