Наиболее распространенный и необходимый прибор в общей лабораторной практике, несомненно, является самое обычное устройство для создания и поддержания нужной температуры какого-либо теплоносителя - лабораторный термостат.
Вариантов применения такого прибора бесчисленное множество, например: в него можно помещать то, что требуется нагреть или охладить до нужной температуры; воду или иной теплоноситель заданной температуры можно пускать из термостата через некий замкнутый контур, который, в свою очередь, передаст или заберет энергию из окружающей его среды.
Самое простое исполнение лабораторного термостата имеет следующие конструктивные элементы:
- емкость (баня);
- тепловые электрические нагреватели (ТЭН);
- устройства измерения и регулировки температуры (термопара и электронная плата);
- контур охлаждения теплоносителя;
- электромешалка;
- насос (не во всех моделях).
Обычно в качестве жидкого теплоносителя в термостатах используется вода. Использование других теплоносителей, например, спиртов, масел и других, тем не менее, не исключается.
Выбор теплоносителя определяется необходимостью достижения той или иной температуры. Например, вода может обеспечить температуры, значения которых варьируется в диапазоне от 0 до 100 градусов по Цельсию в обычных условиях.
Увеличение температуры теплоносителя обеспечивается нагревательными элементами, питаемыми электрическим током сети. Для ограничения и поддержания нужной температуры в термостате предусмотрена термопара и электронная плата с реле, посредством которых считывается температура теплоносителя, сравнивается с заданной температурой и включается или отключается питание ТЭНов в зависимости от фактической температуры.
Для нивелирования перегрева теплоносителя и снижения инерционности ТЭНов предусмотрено принудительное охлаждение посредством пропускания другого теплоносителя меньшей температуры через контур, представляющий собой обычный змеевик, пущенный через объем теплоносителя в бане. В большинстве случаев в качестве такой охлаждающей жидкости применяется самая обычная водопроводная вода.
Емкости (бани) термостатов могут иметь различные объемы. Нагревательные элементы размещены, как правило, лишь в одной области объема бани вместе с контуром охлаждения и мешалкой. Перемешивающее устройство в термостатах применяется для улучшения теплообмена и «усреднения» температуры по всему объему теплоносителя.
Насос применяется для вывода термостатированного теплоносителя из основной емкости в сторонний контур. Обычно после прохождения теплоносителем такого контура он возвращается обратно в баню.
Бани термостатов могут иметь, а могут и не иметь двойные стенки. Двойные стенки затрудняют теплообмен теплоносителя с окружающей средой. Тем самым энергозатраты на работу термостата, баня которого имеет двойные стенки, несколько ниже, и эксплуатация такого прибора более выгодна.
Таким образом, принцип работы термостатов достаточно прост, а сфера применения в лабораторной практике практически безгранична. Тем самым они и заслужили свое устойчивое положение и главенствующее место в любой лаборатории.
Подписывайтесь на канал и ставьте палец вверх.