中石油【恒溫槽調(diào)節(jié)及影響恒溫槽靈敏度因素考察】試驗(yàn)報(bào)告

1、中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)名稱：恒溫槽調(diào)節(jié)及影響恒溫槽靈敏度因素考察實(shí)驗(yàn)形式：在線模擬+現(xiàn)場實(shí)踐提交形式：在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：張飛龍學(xué)號(hào)：年級(jí)專業(yè)層次：15春石油化工生產(chǎn)技術(shù)高起專學(xué)習(xí)中心：浙江杭州學(xué)習(xí)中心提交時(shí)間：2016年6月5日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解恒溫槽的構(gòu)造及恒溫原理，考察恒溫槽靈敏度的影響因素，掌握恒溫槽的使用方法。2.學(xué)習(xí)使用熱敏電阻及自動(dòng)平衡記錄儀測定溫差的方法二、實(shí)驗(yàn)原理恒溫槽裝置示意圖如圖1所示，由槽體、恒溫介質(zhì)、加熱器（或冷卻器）、溫度指示器、攪拌器和溫度控制器等部分組成。繼電器必須和接觸溫度計(jì)、加熱器配套使用。接觸溫度計(jì)是一支可以

2、導(dǎo)電的特殊溫度計(jì)，又稱為導(dǎo)電表或水銀控制器，如圖2所示。它有兩個(gè)電極，一個(gè)固定與底部的水銀球相連，另一個(gè)可調(diào)電極是金屬絲，由上部伸入毛細(xì)管內(nèi)。頂端有一磁鐵，可以旋轉(zhuǎn)螺旋絲桿，用以調(diào)節(jié)金屬絲的高低位置，從而調(diào)節(jié)設(shè)定溫度。當(dāng)溫度升高時(shí)，毛細(xì)管中水銀柱上升與一金屬絲接觸，兩電極導(dǎo)通，使繼電器線圈中電流斷開，加熱器停止加熱；當(dāng)溫度降低時(shí)，水銀柱與金屬絲斷開，繼電器線圈通過電流，使加熱器線路接通，溫度又回升。如此，不斷反復(fù)，使恒溫槽控制在一個(gè)微小的溫度區(qū)間波動(dòng)，被測體系的溫度也就限制在一個(gè)相應(yīng)的微小區(qū)間內(nèi)，從而達(dá)到恒溫的目的。恒溫槽的溫度控制裝置屬于“通”“斷”類型，當(dāng)加熱器接通后，恒溫介質(zhì)溫度上升，熱

3、量的傳遞使水銀溫度計(jì)中的水銀柱上升。但熱量的傳遞需要時(shí)間，因此常出現(xiàn)溫度傳遞的滯后，往往是加熱器附近介質(zhì)的溫度超過設(shè)定溫度，所以恒溫槽的溫度超過設(shè)定溫度。同理，降溫時(shí)也會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。由此可知，恒溫槽控制的溫度有一個(gè)波動(dòng)范圍，并不是控制在某一固定不變的溫度。為了考察諸因素對(duì)恒溫槽靈敏度的影響，需要用熱敏電阻測量恒溫槽內(nèi)介質(zhì)溫度的漲落，一般要配用不平衡電橋和自動(dòng)記錄儀。影響恒溫槽靈敏度的因素很多，大體有：（1）加熱器功率；（2）攪拌器的轉(zhuǎn)速；（3）恒溫介質(zhì)的流動(dòng)性；（4）各部件的位置；（5）環(huán)境溫度與設(shè)定溫度的差值。三、實(shí)驗(yàn)儀器恒溫槽、熱敏電阻、不平衡電橋、記錄儀、變壓器、變阻箱、電子繼電器四、

4、操作步驟安裝恒溫槽在玻璃缸中加入蒸儲(chǔ)水至容積的2/3處，將加熱圈放入槽體，安裝接觸溫度計(jì)、精密溫度計(jì)，固定攪拌器，安裝攪拌桿，調(diào)節(jié)各連線布局合理。連接好控溫電路調(diào)節(jié)恒溫槽至30°C順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)接觸溫度計(jì)上方磁鐵，調(diào)節(jié)標(biāo)鐵位置，使其上連低于指定溫度1-2。Co接通電源，打開攪拌器開關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，打開電子繼電器開關(guān)。黃燈亮，加熱器開始加熱，黃燈滅，稍等片刻，觀察水銀溫度計(jì)，若低于30。C,順時(shí)針調(diào)節(jié)接觸溫度計(jì)上方磁鐵；黃燈亮，停止預(yù)熱，黃燈滅，稍等片刻，觀察水銀溫度計(jì)，若低于30。C,以逐步逼近的調(diào)節(jié)方法，使恒溫槽溫度恒定在30。C±0.1°C的范圍內(nèi)。恒溫槽溫度達(dá)到3

5、0。C后，固定溫度計(jì)調(diào)節(jié)帽上的螺釘。恒溫510分鐘，待水槽各處溫度均勻后開始實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：考察加熱器功率及攪拌器轉(zhuǎn)速對(duì)恒溫槽靈敏度的影響將甲電池連接至電橋上，注意正負(fù)極；將電阻箱與電橋相連，接好熱敏電阻，將記錄儀信號(hào)線接至電橋上，將變壓器與電子繼電器相連。打開電源，調(diào)節(jié)量程為5mv,調(diào)節(jié)記錄儀紙速為30cm/h,調(diào)節(jié)加熱器電壓為220伏，正常攪拌速度，將電橋開關(guān)打至通路。根據(jù)熱敏電阻阻值，調(diào)節(jié)電阻箱數(shù)值，使記錄筆位置位于記錄紙中央，觀察記錄儀畫出的溫度波動(dòng)曲線。其它條件不變，調(diào)節(jié)電壓為80伏，觀察記錄儀畫出的溫度波動(dòng)曲線，考察加熱功率對(duì)恒溫槽靈敏度的影響?；謴?fù)加熱器電壓為220伏，降低攪拌器轉(zhuǎn)速，

6、觀察記錄儀畫出的溫度波動(dòng)曲線，考察攪拌速度對(duì)恒溫槽靈敏度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉記錄儀電源；停止攪拌，關(guān)閉繼電器五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)中記錄的不同條件下恒溫槽溫度波動(dòng)峰如圖1所示。從記錄紙上讀出各條件下溫度波動(dòng)的峰高數(shù)，計(jì)算溫度波動(dòng)值，數(shù)據(jù)列于表1中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，低的加熱功率及高的攪拌速率有利于提高恒溫槽的靈敏度，實(shí)驗(yàn)中采取的220V、正常攪拌（恒溫介質(zhì)液面剛有小漩渦）條件下，能夠滿足一般實(shí)驗(yàn)要求恒溫槽溫度波動(dòng)在±0.1°C的靈敏度要求范圍。圖1加熱功率及攪拌速率對(duì)恒溫槽溫度波動(dòng)的影響表1加熱功率及攪拌速率對(duì)恒溫槽靈敏度的影響220V,正常攪拌80V,正常攪拌220V,慢速攪

7、拌峰I格數(shù)/個(gè)41.510.255.5峰口格數(shù)/個(gè)42.010.556.8峰W格數(shù)/個(gè)40.510.357.0峰平均格數(shù)/個(gè)41.310.356.4平均溫度（000.190.0470.26溫度波動(dòng)（00+0.095+0.024+0.13說明：記錄儀0.0046°C/格六、分析及結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)得知，影響恒溫槽靈敏度的因素很多，大體有：(1)恒溫介質(zhì)：流動(dòng)性好，傳熱性能好，則控溫靈敏度高；(2)加熱器：功率適宜，熱容量小，則控溫靈敏度高；(3)攪拌器：攪拌速率要足夠大，才能保證恒溫槽內(nèi)溫度均勻；(4)各部件的位置：加熱器、攪拌器和接觸溫度計(jì)的位置應(yīng)接近，使被加熱的液體能立即攪拌均勻，并流經(jīng)接觸溫度計(jì)及時(shí)進(jìn)行溫度控制(5)環(huán)境溫度與設(shè)定溫度的差值越